含輕稀土超磁致伸縮材料的合成及物性研究.pdf

1、本文詳細(xì)研究了含輕稀土Pr和Ce的Laves相化合物的合成，磁性質(zhì)以及磁致伸縮特性，并采用環(huán)氧樹脂和低熔點(diǎn)金屬作為粘結(jié)劑制備Terfenol-D棒材，對(duì)其制備工藝及性能進(jìn)行了探討。 對(duì)PrxTb1-xFe1.9和PrxTb1-xFe1.9B0.2及PrxTb1-x(Fe0.6Co0.4)1.9系列合金磁致伸縮性能的研究，從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了Pr離子具有與Tb離子相當(dāng)?shù)拇胖律炜s性能，證實(shí)了單離子理論推斷的正確性。合成的Pr0.2Tb0.

2、8(Fe0.6Co0.4)1.9合金的磁致伸縮在外磁場(chǎng)為900kA/m時(shí)可達(dá)到了1765ppm。通過引入B作為間隙原子及用原子半徑大于Fe的Co元素部分替代Fe使PrxTb1-xFe1.9合金中Pr 的合成濃度由0.2提高到0.4。 合成的Pr0.15Tb0.3Dy0.55Fe1.9合金當(dāng)外加磁場(chǎng)為1200kA/m時(shí)，磁致伸縮可達(dá)到1900ppm，較Tb0.27Dy0.73Fe2的磁致伸縮提高了約300ppm。對(duì)Pr0.15Tb

3、0.3Dy0.55Fe1.9合金中Fe位的替代研究發(fā)現(xiàn)，Mn和B的替代增強(qiáng)了合金的磁致伸縮性能，特別是Pr0.15Tb0.3Dy0.55Fe1.8Mn0.1合金具有良好的低場(chǎng)磁致伸縮性能，在4MPa的壓應(yīng)力下磁場(chǎng)強(qiáng)度3kOe時(shí)可獲得1100ppm的磁致伸縮值，具有很好的應(yīng)用前景。 在含輕稀土Ce的合金中合成了Pr含量高達(dá)0.5的Laves單相樣品，表明Ce具有較強(qiáng)的鍵合能力，對(duì)于高Pr含量合金的合成具有重要的作用。在Prx(Ce

4、,Tb)1-xFe1.9系列合金中觀察到了Ce的價(jià)態(tài)波動(dòng)，磁性測(cè)量表明合金的飽和磁化強(qiáng)度和磁致伸縮隨Ce含量的變化出現(xiàn)了反常的變化，可能是材料的磁結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。 通過研究粘結(jié)劑的含量、成型壓力等對(duì)粘結(jié)體密度、電阻率及磁致伸縮等性能的影響，確定了以環(huán)氧樹脂和低熔點(diǎn)金屬作為粘結(jié)劑制備Terfenol-D棒材的最佳工藝。以環(huán)氧樹脂作為粘接劑時(shí)最佳制備工藝為：成型壓力為80-114MPa，膠與合金粉末的質(zhì)量比為4:100，得到的Ter