強磁場下Fe-Ga合金組織與性能的基礎研究.pdf

1、磁致伸縮材料是一種重要的能量與信息轉換的高技術功能材料，在聲納水聲換能器技術、微位移驅動等高技術領域有著廣泛的應用前景。與現(xiàn)在廣泛應用的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，高強度、小脆性、機械性能好，低場性能優(yōu)異等優(yōu)良性能指標，是值得重點開發(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開發(fā)的課題。本文在中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金[No.N090309002]的資助下探索開展了強磁場下Fe-Ga合金組織與性能的研究，選用Fe-17at.％Ga和Fe-27.5at.％Ga合金，重點開展了靜磁場凝固、強磁場熱處理研究，得出以下結論:
　　1)鑄態(tài)、熱處理、磁場作用下凝固、磁場作用下熱處理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、為無取向多晶結構，由于發(fā)生晶格畸變引起晶格常數(shù)、峰強比改變;
　　2) Fe-Ga合金微觀組織主要由A2相及析出的點狀DO3相、條狀L12相組成，不同磁場條件作用后，微觀組織中D03相、L12相發(fā)生顯著改變。在磁場凝固處理后，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測試結果表明，F(xiàn)e-Ga合金幾乎無

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