Fe--Ga--Tb合金磁性能及軋制織構(gòu)研究.pdf

1、Fe-Ga合金是近年來(lái)國(guó)際上正在研發(fā)的一種新型巨磁致伸縮材料，與傳統(tǒng)稀土超磁致伸縮Tb-Dy-Fe合金(Terfenol-D)相比，F(xiàn)e-Ga合金飽和磁場(chǎng)較低，加工性能好，抗拉強(qiáng)度較高，器件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單;磁導(dǎo)率較高，溫度特性好，適用溫度范圍寬，且價(jià)格低廉，僅為Terfenol-D的1/3，因而日益受到研究者重視;在Fe-Ga合金中添加Tb會(huì)得到更好的磁致伸縮性能，但由于Tb在α-Fe中固溶量很少，添加適量Tb成為提高合金磁致伸縮性能的關(guān)鍵。

2、
　　Fe-Ga合金磁伸性能呈顯著各向異性，<100>方向磁致伸縮系數(shù)最大。單晶和定向凝固合金制備成本高，且由于Fe-Ga合金的高電導(dǎo)率，所以軋制成板帶是制作Fe-Ga合金最有效的方式，因此在軋制方式下實(shí)現(xiàn)薄帶穩(wěn)定成形并控制η(<100>//RD)織構(gòu)，是制造具有優(yōu)異磁致伸縮性能的Fe-Ga-Tb合金薄帶產(chǎn)品的關(guān)鍵。
　　本論文分首先研究了不同量Tb添加到Fe-Ga合金中對(duì)其相結(jié)構(gòu)、磁致伸縮性能和一些磁性能的影響，然后選取磁

3、致伸縮性能比較好且易于成型的0.1at.％含量Tb的合金制備出Fe-Ga-Tb合金薄板，重點(diǎn)研究不同?；Я３叽鐚?duì)Fe81Ga19合金冷軋織構(gòu)以及初次再結(jié)晶過(guò)程中織構(gòu)的影響。
　　Tb元素的添加，并未改變基體的相結(jié)構(gòu)，仍舊為bcc無(wú)序α-Fe結(jié)構(gòu)，且對(duì)其軟磁性能影響不大，不過(guò)可以明顯的提高合金的磁致伸縮性能，但是隨著Tb含量的增加，磁致伸縮性能并不是線性增加。Tb含量0.15at.％合金磁伸系數(shù)達(dá)到最大值251ppm，而未添加Tb

4、的合金磁致伸縮應(yīng)變只有163ppm。添加Tb以后，合金的動(dòng)態(tài)磁致伸縮系數(shù)都大于未添加之前，這可以提高器件的靈敏度，有利于實(shí)際應(yīng)用。
　　Fe-Ga-Tb合金的冷軋織構(gòu)主要由以{001}<110>為峰值的α織構(gòu)(RD//<110>)、γ織構(gòu)(ND∥<111>)和Goss織構(gòu)組成;?；Я３叽鐬?73μm的冷軋板在再結(jié)晶剛完成階段形成的Goss取向的晶粒要比常化晶粒尺寸為75μm晶粒尺寸小，但是形核的數(shù)量要明顯占優(yōu)勢(shì)，因此退火形成的G

5、oss織構(gòu)在初次再結(jié)晶過(guò)程以及隨后的初級(jí)長(zhǎng)大過(guò)程中處于主導(dǎo)地位且保持穩(wěn)定。這一現(xiàn)象歸因于熱軋、冷軋壓下率和溫度產(chǎn)生適當(dāng)?shù)募羟袔芏群蛷?qiáng)度，從而為Goss取向提供了大量的形核位置，在再結(jié)晶長(zhǎng)大到50μm過(guò)程中能夠保持。
　　?；Я３叽鐬?73μm的冷軋板初次再結(jié)晶的Goss織構(gòu)在晶粒初期長(zhǎng)大過(guò)程中保持穩(wěn)定的現(xiàn)象為合理優(yōu)化Fe-Ga-Tb合金再結(jié)晶織構(gòu)特征指明了一條可行途徑。通過(guò)對(duì)再結(jié)晶織構(gòu)各組分形成機(jī)制的研究，探索出可獲得強(qiáng)Gos