Fe-Ga-Er磁致伸缩合金组织结构及性能

发布时间：2017-09-01 16:32

  本文关键词：Fe-Ga-Er磁致伸缩合金组织结构及性能

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【摘要】：作为一种新型的磁致伸缩材料，Fe-Ga合金是近年来磁致伸缩领域里一个新的重要发现，具有优于稀土超磁致伸缩材料和传统磁致伸缩材料的新特性，如磁致伸缩系数较大、饱和磁场小、机械强度高、温度特性好、价格低等特点，在驱动器、传感器和换能器等器件的应用上引起了人们的兴趣，具有巨大的潜在应用价值。本文对Fe83Ga17Erx（x=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0）系列合金的铸态、铸态热处理以及热轧态和热轧热处理后的微观组织、磁致伸缩性能以及硬度进行了研究，实验结果如下： 添加稀土Er并未改变Fe83Ga17Erx系合金的基本结构，保持了合金原来的bcc结构。添加稀土Er使得铸态Fe83Ga17Erx系合金的饱和磁致伸缩系数显著增大，其中Fe83Ga17Er0.6合金的饱和磁致伸缩系数可达125ppm。这种饱和磁致伸缩系数显著的提高与“含铒D03相”以及100晶向择优取向的增大有关。铸态Fe83Ga17Erx合金的相组成以A2相为主，稀土Er在网状结构的“含铒D03相”中富集。研究表明，热处理后合金样品的磁致伸缩性能略有提高，但提高程度不大。热处理前后合金的维氏硬度变化趋势相似，随着Er含量的增加先减小后增大。 热轧态Fe83Ga17Erx合金的相组成仍然以A2相为主，也存在部分富铒D03相。对合金进行不同的热处理后，合金的磁致伸缩性能表现出不同的变化，未处理合金的磁致伸缩系数在20ppm~40ppm之间；炉冷处理使合金的磁致伸缩性能下降，，除Fe83Ga17Er0.2合金的性能较高为37ppm以外，其他均在25ppm左右；淬火处理后合金的磁致伸缩系数增大，提高到32ppm~57ppm。不同热处理条件下，晶粒的形态和方向性有所不同，热处理前热轧态合金的晶粒为长柱状，晶粒的生长方向具有一定的方向性；热处理后晶粒变大成为等轴晶。通过能谱分析发现，晶粒晶界内分布的白色网状物Er含量很高，初步认为这些白色网状物是富Er相。
【关键词】：Fe-Ga合金 稀土Er 磁致伸缩 微观组织
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG132.27
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 引言8-9
• 1 文献综述9-22
• 1.1 磁致伸缩简介9-11
• 1.1.1 磁致伸缩效应9
• 1.1.2 磁致伸缩的微观理论9-10
• 1.1.3 磁致伸缩的唯象理论10-11
• 1.2 磁致伸缩材料概况11-13
• 1.2.1 磁致伸缩材料的应用11-13
• 1.2.2 磁致伸缩材料的发展历程13
• 1.3 Fe-Ga合金的研究概况和进展13-20
• 1.3.1 Fe-Ga 合金磁致伸缩应变的机理13-15
• 1.3.2 Fe-Ga 合金的研究进展15-20
• 1.4 选题背景及研究内容20-22
• 1.4.1 选题背景20
• 1.4.2 最近 Fe-Ga-RE 合金研究的情况20-21
• 1.4.3 本文的研究内容21-22
• 2 试验方法22-27
• 2.1 Fe-Ga-Er合金样品的制备22-23
• 2.2 合金的微观组织结构分析23-24
• 2.2.1 金相实验23-24
• 2.2.2 X 射线衍射分析24
• 2.2.3 扫描电子显微镜分析24
• 2.3 磁化曲线测量24-25
• 2.4 磁致伸缩测量25-26
• 2.5 维氏硬度检测26-27
• 3 铸态 Fe-Ga-Er 合金的结构及磁致伸缩性能27-34
• 3.1 铸态Fe-Ga-Er合金的XRD分析27-29
• 3.2 扫描电镜和能谱分析29-31
• 3.3 Fe-Ga-Er合金的金相组织31
• 3.4 铸态Fe-Ga-Er合金的磁致伸缩性能31-32
• 3.5 Fe-Ga-Er合金的维氏硬度32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 4 铸态热处理 Fe-Ga-Er 合金的结构及磁致伸缩性能34-41
• 4.1 铸态热处理Fe-Ga-Er合金的XRD分析34-35
• 4.2 扫描电镜和能谱分析35-36
• 4.3 Fe-Ga-Er合金的金相组织36
• 4.4 铸态热处理Fe-Ga-Er合金的磁致伸缩性能36-37
• 4.5 Fe-Ga-Er合金的磁性能37-39
• 4.6 Fe-Ga-Er合金的维氏硬度39-40
• 4.7 本章小结40-41
• 5 热轧及轧态热处理 Fe-Ga-Er 合金的结构及磁致伸缩性能41-51
• 5.1 热轧及轧态热处理Fe-Ga-Er合金的XRD分析41-43
• 5.2 扫描电镜和能谱分析43-46
• 5.3 Fe-Ga-Er合金的金相组织46-48
• 5.4 热轧及轧态热处理 Fe-Ga-Er合金的磁致伸缩性能48-49
• 5.5 Fe-Ga-Er合金的维氏硬度49-50
• 5.6 本章小结50-51
• 结论51-52
• 参考文献52-56
• 在学研究成果56-57
• 致谢57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：773189