Fe--Ga--Al--Tb(Dy)磁致伸縮材料的研究.pdf

1、Tb-Dy-Fe合金是近年來被廣泛應(yīng)用的磁致伸縮材料，但由于其機(jī)械性能較差以及飽和磁化場很大的原因，研究熱度已經(jīng)下降。Fe-Ga合金由于其較好的磁致伸縮性能、較高的機(jī)械性能成為當(dāng)今磁致伸縮材料的研究熱點，其中，F(xiàn)e-Ga-Al合金是磁致伸縮性能較好的一種，在這個基礎(chǔ)上，添加稀土元素Tb及Dy可以得到更高的磁致伸縮值，本文對Fe-Ga-Al-Tb及Fe-Ga-Al-Dy系列合金進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　本文主要研究了Tb(Dy)元素的

2、添加對Fe81Ga17Al2合金的相結(jié)構(gòu)及磁性能的影響，以及不同溫度的淬火處理對合金相結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。主要實驗方法有:金相、掃描電鏡及能譜分析、X射線衍射(XRD)、振動樣品磁強(qiáng)計(VSM)、磁致伸縮測量儀和示差掃描量熱法(DSC)。
　　向Fe83Ga17Al2合金中分別添加0.1at.％，0.15at.％，0.2at.％，0.25at.％，0.3at.％，0.5at.％的Tb元素，在真空電弧爐中熔煉合金。結(jié)果表明:Tb的添

3、加使Fe83Ga17Al2合金保持無序的bccα-Fe結(jié)構(gòu)，減小了合金的晶格常數(shù)。Fe-Ga-Al-Tb合金的金相形貌為樹枝晶，Tb元素在合金中的分布不均勻，晶界處含量較高，基體內(nèi)含量很小。Tb的添加使Fe81Ga17Al2合金沿[100]晶向擇優(yōu)生長，提高了合金的飽和磁致伸縮系數(shù)，使合金保持很好的軟磁性能，其中0.2at.％Tb合金的λs達(dá)到261ppm。
　　對Fe81Ga17Al2-0.2at.％Tb合金分別加熱到700℃、

4、770℃、840℃、910℃，保溫3h水淬處理。在幾種淬火溫度中，隨保溫溫度的升高，合金的飽和磁致伸縮應(yīng)變呈現(xiàn)先增后減的趨勢，合金經(jīng)過770℃淬火處理后，飽和磁致伸縮系數(shù)達(dá)到最大值(220ppm)，對比鑄態(tài)合金，λs有所下降，主要是因為在淬火處理的保溫過程中，很可能發(fā)生了無序D03相的有序化，對磁致伸縮造成了影響。
　　研究了(Fe81Ga17Al2)1-xDyx(x=0.1，0.2，0.3，0.4，0.5)系列合金Dy含量對顯微

5、組織結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。結(jié)果表明:Fe81Ga17Al2合金添加稀土元素Dy后，合金仍保持無序的bccα-Fe結(jié)構(gòu)，合金的晶格常數(shù)有所降低，Dy在晶界處富集，在基體也有點狀的析出相，合金的金相形貌由普通的六邊形晶粒及長條狀晶粒組成。Dy使合金沿[100]晶向擇優(yōu)生長。添加稀土Dy后合金的磁致伸縮性能有了很大提高，其中，其0.5at.％Dy合金的λs達(dá)到332ppm，超過了包頭稀土院的Fe-Ga-Dy合金的最大磁致伸縮值(300ppm)。