La（Fe，Si） 13 及（Hf，Ta）Fe 2 合金负/零热膨胀效应研究

发布时间：2022-11-03 19:19

　　负热膨胀材料近年来快速发展,其在电子、医疗、通信、航天等高精尖领域都有重要应用,其中磁性相变负热膨胀合金由于其较大的负热膨胀效应以及良好导热导电性能而得到了广泛关注。但是此类合金由于剧烈的相变以及大的晶格常数变化,通常力学性能很差,且负热膨胀响应温区较窄,这些问题阻碍了此类合金的进一步研究和应用。我们选取了具有巨大负热膨胀效应的La（Fe,Si）₁₃磁性合金作为研究对象,通过在体系中加入过量Fe元素的方式制备得到了La（Fe,Si）₁₃/α-Fe复合材料。我们利用正热膨胀的α-Fe相补偿基体1:13相的负热膨胀效应,当α-Fe相体积百分比达到31.08%时,体系在261-282 K温区取得极低的热膨胀系数(α_l=-6.55×10^-7 K^-1),实现了零热膨胀效应。此外,α-Fe相作为典型的增强相,有效阻碍了裂纹扩展,复合材料的机械完整性和抗压强度大幅提升,其中LaFe_18.2Co_1.2Si_1.6零热膨胀样品的抗压... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 负热膨胀效应
        1.1.1 固体热膨胀
        1.1.2 热膨胀的机理
        1.1.3 负热膨胀效应及研究意义
        1.1.4 负热膨胀效应的机理
    1.2 负热膨胀材料研究现状
        1.2.1 因瓦(Invar)合金
        1.2.2 钨酸盐系列负热膨胀材料
        1.2.3 反钙钛矿系列负热膨胀材料
        1.2.4 La(Fe,Si)_(13) 基负热膨胀合金
        1.2.5 R_2Fe_(17) 负热膨胀合金
        1.2.6 Hf_(1-x) Ta_x Fe_2 负热膨胀合金
        1.2.7 RTMg合金
        1.2.8 其他负热膨胀合金
    1.3 本论文的研究内容
2 实验方法
    2.1 样品的制备
        2.1.1 真空熔炼
        2.1.2 热处理工艺
    2.2 样品的成分物相结构以及物理性能表征
        2.2.1 成分物相结构表征
        2.2.2 表面形貌表征
        2.2.3 磁性能的表征
        2.2.4 热学性能的表征
        2.2.5 电导率表征
        2.2.6 力学性能表征
3 零热膨胀La(Fe,Si)_(13)/α-Fe复合材料及其物性调控
    3.1 LaFe_(10.2+x) Co_(1.2)Si_(1.6) 合金的成分组织结构
        3.1.1 LaFe_(10.2+x) Co_(1.2)Si_(1.6) 合金的晶体结构
        3.1.2 LaFe_(10.2+x) Co_(1.2)Si_(1.6) 合金的成分组织形貌
    3.2 LaFe_(10.2+x) Co_(1.2)Si_(1.6) 合金的磁相变
        3.2.1 成分对磁相变居里温度的影响
        3.2.2 M-H曲线与磁相变机理的讨论
    3.3 La(Fe,Co,Si)_(13)/α-Fe复合材料的热膨胀性能
    3.4 La(Fe,Co,Si)_(13)/α-Fe复合材料的力学性能提升
    3.5 La(Fe,Co,Si)_(13)/α-Fe复合材料的导电性能
    3.6 La(Fe,Co,Si)_(13)/α-Fe复合材料的导热性能
    3.7 本章小结
4 Laves型 Hf_(1-x)Ta_xFe_2合金宽温区零热膨胀效应
    4.1 引言
    4.2 Hf_(1-x)Ta_xFe_2 合金的成分与结构
    4.3 Hf_(1-x)Ta_xFe_2 合金的负热膨胀与零热膨胀效应
    4.4 Hf_(1-x)Ta_xFe_2 合金的磁性相变以及异常热膨胀机制探讨
        4.4.1 Hf_(1-x)Ta_xFe_2 合金的磁性相变
        4.4.2 Hf_(1-x)Ta_xFe_2 合金异常热膨胀机制探讨
    4.5 本章小结
5 总结
致谢
参考文献
硕士期间发表论文



本文编号：3700477