定向凝固Mn-Sb自生復(fù)合材料組織與性能的研究.pdf

1、Mn-Sb合金是良好的磁性材料，具有高的磁光、磁熱、磁致伸縮等方面的性能，含有Mn-Sb合金的多種材料在壓電陶瓷、磁制冷、磁光記錄方面有著廣闊的應(yīng)用前景。本文采用LMC定向凝固設(shè)備，通過(guò)合理選擇合金成分（共晶、亞共晶和過(guò)共晶成分），開(kāi)展利用定向凝固方法制備Mn-Sb自生復(fù)合材料的研究。借助金相、掃描電鏡、X射線衍射等多種分析方法，考察了不同成分Mn-Sb定向凝固自生復(fù)合材料的組織及其磁性能演化規(guī)律。
　　首先研究了不同生長(zhǎng)速率獲得

2、的共晶Mn-Sb自生復(fù)合材料的凝固組織特征，發(fā)現(xiàn)當(dāng)生長(zhǎng)速率在3μm/s～9μm/s范圍時(shí)，可以得到定向凝固棒狀組織，隨著生長(zhǎng)速率的增加，MnSb相的直徑d變小，棒狀共晶間距λ變小，當(dāng)生長(zhǎng)速率提高到20μm/s和25μm/s時(shí)，組織形貌發(fā)生變化，棒狀組織變?yōu)槎ㄏ蛏L(zhǎng)的胞狀共晶組織，并且隨著生長(zhǎng)速率的增加，組織細(xì)化;采用X射線衍射方法考察了共晶合金中MnSb相取向的變化，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)生長(zhǎng)速率在3μm/s～20μm/s范圍內(nèi)時(shí)，隨著定向生長(zhǎng)

3、速率的提高，MnSb相發(fā)生其c軸逐漸平行于定向生長(zhǎng)方向的晶體學(xué)的取向，生長(zhǎng)速率進(jìn)一步提高到25μm/s時(shí)，c軸又偏離定向生長(zhǎng)方向;對(duì)磁性能的研究發(fā)現(xiàn)，共晶成分Mn-Sb定向凝固合金具有磁各向異性，隨著生長(zhǎng)速率的提高，試樣的飽和磁化強(qiáng)度沒(méi)有明顯的變化，垂直于定向生長(zhǎng)方向上的磁化速率和磁各向異性程度先增加后減小。
　　對(duì)于亞共晶成分的Mn-Sb合金，定向凝固組織中初生的MnSb相以枝晶形態(tài)存在，隨著生長(zhǎng)速率的提高，一次枝晶變得細(xì)小，二

4、次和三次枝晶的生長(zhǎng)受到抑制，一次枝晶的生長(zhǎng)方向逐漸向平行于定向凝固的方向靠近;定向凝固亞共晶合金具有磁各向異性，隨著生長(zhǎng)速率的增加，試樣的飽和磁化強(qiáng)度有微弱的降低;在垂直于定向生長(zhǎng)方向上，合金的磁化速率沒(méi)有明顯變化;磁各向異性程度變化不大。
　　對(duì)過(guò)共晶成分Mn-Sb合金的研究發(fā)現(xiàn)，定向凝固組織中初生的Sb相呈現(xiàn)枝晶形態(tài)，并以小平面方式生長(zhǎng)，隨著生長(zhǎng)速率的提高，一次枝晶變得細(xì)小，而且初生Sb相的面密度提高;定向凝固過(guò)共晶合金具有較