強(qiáng)磁場(chǎng)下Fe-Ga合金組織與性能的基礎(chǔ)研究.pdf

1、磁致伸縮材料是一種重要的能量與信息轉(zhuǎn)換的高技術(shù)功能材料，在聲納水聲換能器技術(shù)、微位移驅(qū)動(dòng)等高技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。與現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的Terfenol-D合金相比，F(xiàn)e-Ga系磁致伸縮合金(Galfenol合金)具有低成本，高強(qiáng)度、小脆性、機(jī)械性能好，低場(chǎng)性能優(yōu)異等優(yōu)良性能指標(biāo)，是值得重點(diǎn)開發(fā)和利用的功能材料。然而目前制備獲得的Fe-Ga合金磁致伸縮性能僅是Terfenol-D合金的1/5，探索Fe-Ga合金磁致伸縮的起源，提高Fe-

2、Ga合金的磁致伸縮性能仍是一個(gè)開發(fā)的課題。本文在中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金[No.N090309002]的資助下探索開展了強(qiáng)磁場(chǎng)下Fe-Ga合金組織與性能的研究，選用Fe-17at.％Ga和Fe-27.5at.％Ga合金，重點(diǎn)開展了靜磁場(chǎng)凝固、強(qiáng)磁場(chǎng)熱處理研究，得出以下結(jié)論:
　　1)鑄態(tài)、熱處理、磁場(chǎng)作用下凝固、磁場(chǎng)作用下熱處理Fe-Ga合金X-射線衍射圖譜分析表明不同條件處理后Fe-Ga合金主要由無序A2α-Fe相組成，且

3、為無取向多晶結(jié)構(gòu)，由于發(fā)生晶格畸變引起晶格常數(shù)、峰強(qiáng)比改變;
　　2) Fe-Ga合金微觀組織主要由A2相及析出的點(diǎn)狀DO3相、條狀L12相組成，不同磁場(chǎng)條件作用后，微觀組織中D03相、L12相發(fā)生顯著改變。在磁場(chǎng)凝固處理后，由于熱電磁流體作用，微觀組織中D03相、L12相顯著減少;而在1000℃磁場(chǎng)熱處理后，致使微觀組織中D03相、L12相明顯增加;
　　3)不同條件下Fe-Ga合金VSM測(cè)試結(jié)果表明，F(xiàn)e-Ga合金幾乎無

4、磁滯，剩磁和矯頑力很小，有利于材料的反復(fù)磁化過程;磁各向異性能小，有利于磁致伸縮的產(chǎn)生;磁場(chǎng)對(duì)其作用效果不明顯;
　　4)鑄態(tài)Fe-Ga合金磁致伸縮系數(shù)較低，對(duì)17％Ga和27.5％Ga分別為22和31 ppm，而緩冷處理后分別達(dá)到59和67 ppm，淬冷處理后為74和99 ppm。磁場(chǎng)凝固處理后17％Ga和27.5％Ga的磁致伸縮分別為62和69 ppm;然而1000℃磁場(chǎng)熱處理后Fe-Ga合金的磁致伸縮降低，但磁場(chǎng)熱處理可以有