Fe-Ga合金相結(jié)構(gòu)和磁致伸縮研究.pdf

1、超磁致伸縮材料因其大的磁致伸縮系數(shù)、機械響應快、能量密度高等特點,被廣泛應用于航天、機械、醫(yī)療等領域.Fe-Ga合金(Galfen01)是繼Tb-Dy-Fe合金之后,近年來出現(xiàn)的新型超磁致伸縮材料.本文在分析不同成分、不同狀態(tài)Fe-Ga合金相結(jié)構(gòu)的基礎上,研究其與飽和磁致伸縮應變之間的關系. 采用感應熔煉法制備Fe<,100-x>Ga<,x>(x=19、23、27.5)合金多晶樣品,在800℃均勻化處理3小時后,分別經(jīng)爐冷、空冷

2、和淬火至室溫;采用熔體快淬法制備Fe<,81>Ga<,119>合金薄帶樣品,并在800℃均勻化處理3小時后,隨爐冷卻至室溫.系統(tǒng)研究了合金成分和熱處理方式對Fe-Ga合金多晶塊體及薄帶的相結(jié)構(gòu)和磁致伸縮性能的影響,得到如下主要結(jié)果: 1、Fe<,100-x>Ga<,x>,合金多晶樣品的相結(jié)構(gòu)隨成分和熱處理工藝的不同而發(fā)生變化.x=19合金室溫為無序A2結(jié)構(gòu)相;隨x增大到23時,A2相已不能通過熱處理被完整保持下來,合金中出現(xiàn)了有

3、序的D03相;當x=27.5時,合金中已不存在A2相結(jié)構(gòu),DO<,3>相成為主相. 2、不同的熱處理方式對Fe-Ga合金多晶樣品磁致伸縮應變有很大的影響.Fe<,81>Ga<,19>合金樣品,在空冷和淬火處理后均可以獲得比較大的磁致伸縮應變值(85ppm);而三種熱處理方式對Fe<,77>Ga<,23>多晶樣品的飽和磁致伸縮的影響不是很大(54ppm);最大磁致伸縮出現(xiàn)在Fe<,72.5>Ga<,27.5>多晶淬火態(tài)樣品,達10

4、1ppm,同時飽和磁化場相對另兩個合金樣品有所降低. 3、在快淬態(tài)Fe<,81>Ga<,19>合金薄帶樣品中獲得高達-1830ppm的飽和磁致伸縮.熔體快淬態(tài)Fe<,81>Ga<,19>合金基體為α-Fe((Ga)無序固溶體相,并有微量非對稱結(jié)構(gòu)的DO<,3>相析出,且在薄帶厚度方向形成[100]擇優(yōu)取向.經(jīng)800℃退火3h,Fe<,81>Ga<,19>合金薄帶樣品中部分非對稱結(jié)構(gòu)的DO<,3>相發(fā)生有序化轉(zhuǎn)變,而且厚度方向[1