本文關(guān)鍵詞： Fe-Ga合金 磁致伸縮 XRD　出處：《廣西大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鐵鎵合金作為一種新型的材料,自其被Clark等人于2000年發(fā)現(xiàn)以來就引起了人們極大地關(guān)注,到目前為止,鐵鎵合金系統(tǒng)已經(jīng)被研究很多年了。由于同時具有良好的磁致伸縮性能以及力學(xué)性能,鐵鎵合金可以被做成各種形狀和規(guī)格,這個特性使得其不同于現(xiàn)在所存在的磁致伸縮材料。另外,在居里溫度的范圍內(nèi),隨著溫度的變化,鐵鎵合金的磁致伸縮系數(shù)變化不明顯,也就是說這種材料在不同的環(huán)境溫度下,可以保持其磁致伸縮系數(shù)不會有太大的變化。相比于傳統(tǒng)的磁致伸縮材料如鋯鈦酸鉛壓電陶瓷(PZT,piezoelectric ceramic transducer),稀土超磁致伸縮材料Terfenol-D等材料,鐵鎵合金具有巨大的優(yōu)勢。本文首先簡要介紹了鐵鎵合金的發(fā)展、應(yīng)用以及磁致伸縮的基礎(chǔ)理論,然后重點分析了二元 Fe_(100-x)Ga_x(x=20、25、30、35、40、45、50)合金和三元體系Fe_75Ga_(25-x)Co_x(x=5、10、15)和Fe_(75-x)Ga_25Co_x(x=5、10、15)合金的磁致伸縮系數(shù)以及飽和磁化強(qiáng)度,維氏硬度等。為了進(jìn)一步探究Fe-Ga合金的磁致伸縮性能,提高Fe-Ga合金材料的力學(xué)性能和磁致伸縮性能,我們利用真空電弧爐制備了七個Ga含量不同的合金樣品,并且對這些樣品進(jìn)行了 X射線衍射測量,并且用PPMS測量了其磁化強(qiáng)度隨磁場的變化,另外,我們也測量了其正電子壽命譜以及維氏硬度。分析結(jié)果顯示,對于二元的Fe-Ga合金來說,其XRD的結(jié)果以及顯微結(jié)果顯示出其微觀結(jié)構(gòu)有著無序的bcc結(jié)構(gòu)。但當(dāng)Ga含量為35%的時候,結(jié)構(gòu)為有序結(jié)構(gòu),樣品磁致伸縮系數(shù)最小,達(dá)到13.56ppm。隨著Ga含量的升高,Ga原子剛開始填充在(110)方向,導(dǎo)致樣品的晶格常數(shù)變大,但隨著Ga含量繼續(xù)增大到超過30%的時候,Ga原子會更多地填充到(200)方向。X射線衍射譜顯示出樣品結(jié)構(gòu)更為豐富,開始出現(xiàn)D0_3等相結(jié)構(gòu)。結(jié)合樣品的XRD結(jié)果,發(fā)現(xiàn)樣品的飽和磁化強(qiáng)度會受到樣品中結(jié)構(gòu)的影響,當(dāng)樣品中所存在的相結(jié)構(gòu)一致的時候,Ga含量越多,飽和磁化強(qiáng)度越低。通過對其維氏硬度的測量和分析,結(jié)果顯示磁致伸縮系數(shù)跟樣品的硬度正相關(guān),硬度越大,磁致伸縮系數(shù)越大,反之,硬度越低,磁致伸縮系數(shù)越低。研究表明,第三種元素的添加是一種合理的提高樣品磁致伸縮性能的方法。在之前的研究中,人們已經(jīng)研究了價電子數(shù)少于Fe的元素的添加,如V,Cr,Mn,Mo,也研究了價電子數(shù)高于Fe的元素的添加,如Co,Ni,Rh。這些第三種元素的添加會在不同程度上影響Fe-Ga合金的性能。為了研究第三種元素的添加對Fe-Ga合金磁致伸縮性能的影響,我們選擇將Co添加到Fe-Ga合金樣品中,發(fā)現(xiàn)Co的添加對樣品的飽和磁化強(qiáng)度具有很大的影響,它可以顯著提高樣品的磁性能,而且樣品的飽和磁化強(qiáng)度會隨著Co的含量的增多而增大。Co的增加,會使得樣品中的空位團(tuán)增大,而Ga含量多的樣品,空位則相對較少。Co的添加確實會造成Fe-Ga合金樣品磁致伸縮系數(shù)的降低,這是因為Co的添加在樣品中導(dǎo)致了一個穩(wěn)定的有序D0_3相的形成。最后對三元合金的維氏硬度進(jìn)行分析,結(jié)果表明,在一定的范圍下,Ga對樣品的硬度的影響更大一些,Ga含量越多,硬度越大。
[Abstract]:As a new kind of material , Fe - Ga alloy has attracted great attention since it was discovered in 2000 by Clark et al . In order to study the effect of the addition of Co on the magnetic properties of Fe - Ga alloy , it is found that the addition of Co can increase the magnetic properties of Fe - Ga alloy .

【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG132.27

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 白靜;李澤;萬震;趙驤;;Ni-Mn-Ga-Cu鐵磁形狀記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)、相穩(wěn)定性和磁性能的第一性原理研究[J];金屬學(xué)報;2017年01期

2 吳慶春;丁鳴;;劈尖干涉法測量磁致伸縮系數(shù)[J];南京工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年01期

3 鄧文;王昊;聶鵬;徐守磊;張文春;黃宇陽;;邁克爾遜干涉儀研究Fe-Ni-Co超因瓦合金的熱膨脹性能[J];實驗室研究與探索;2014年07期

4 羅亮;晏建武;張晨曙;盧全國;;Fe_(83)Ga_(17)合金真空感應(yīng)熔煉工藝研究[J];熱加工工藝;2013年23期

5 喬yN;李紀(jì)恒;朱潔;包曉倩;高學(xué)緒;;新型功能材料——磁致伸縮材料[J];金屬世界;2013年05期

6 胡權(quán)霞;于敦波;楊紅川;李擴(kuò)社;;Fe-Ga磁致伸縮材料研究進(jìn)展[J];稀有金屬;2013年01期

7 曲雙如;丁克勤;趙晶亮;;四種超磁致伸縮材料特性測量方法的比較[J];電子測試;2012年02期

8 段文暉;陳曦;;清華大學(xué)凝聚態(tài)物理學(xué)科的發(fā)展歷史和最新研究進(jìn)展[J];中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2011年04期

9 陳立彪;朱小溪;李川;劉敬華;蔣成保;徐惠彬;;Fe_(81)Ga_(19)合金<001>取向單晶生長及磁致伸縮性能[J];金屬學(xué)報;2011年02期

10 ;Effect of fabrication parameters on the microstructure,in-plane anisotropy and magnetostriction of Fe-Ga thin films[J];Rare Metals;2010年06期

相關(guān)會議論文 前1條

1 柳美榮;徐惠彬;蔣成保;宮聲凱;;懸浮區(qū)熔法制備TbDyFe超磁致伸縮合金[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（上）——2000年中國材料研討會論文集[C];2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 周嚴(yán);Fe-Ga-Al磁致伸縮材料及其在致動器中的應(yīng)用研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2009年

2 徐世峰;新型Fe-Ga磁致伸縮合金物性研究[D];吉林大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 劉妍妍;磁致伸縮材料Fe-Ga合金定向凝固的研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

2 高翔宇;正電子壽命譜儀的實驗標(biāo)定及鐵基非晶的正電子湮沒效應(yīng)[D];東北大學(xué);2009年

3 張艷龍;磁致伸縮材料Fe-Ga合金的研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

4 劉芬霞;磁致伸縮材料Fe-Ga合金的研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

，

本文編號：1449644