發(fā)布時間：2018-04-12 14:36

  本文選題：磁致伸縮 + C15��； 參考：《南京航空航天大學》2017年碩士論文

【摘要】：RFe_2(R=稀土)C15 Laves相的合金材料在室溫環(huán)境下具有巨大的磁致伸縮和較低的磁晶各向異性,使得該材料在傳感器、制動器和聲納換能器等方面得到了廣泛的應用。例如具有“黑色黃金”之稱的Terfenol-D(Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_2)擁有著巨大的磁致伸縮值(1200 ppm在80 KA/m)。但該材料的主要成分為價格昂貴的重稀土Tb和Dy,使其在實際生活中的應用受到了限制。根據(jù)單離子模型計算,PrFe_2和NdFe_2在絕對零度都有著理想的磁致伸縮理論值。此外因為輕稀土Pr和Nd自然界儲備豐富,價格便宜,所以開展Pr/Nd基磁致伸縮材料的研究具有重要意義。本論文對輕稀土(Tb_(0.2)Pr_(0.8))_xDy_(1-x)Fe_(1.93),Tb_xDy_(0.2-x)Nd_(0.8)Fe_(1.93)磁致伸縮材料進行了系統(tǒng)的研究,并通過熔體快淬結合后期熱處理的方法研究了Tb_(0.15)Dy_(0.05)Nd_(0.8)Fe_(1.93)合金條帶的磁性和磁致伸縮。主要研究內(nèi)容分以下3個方面:1.(Tb_(0.2)Pr_(0.8))_xDy_(1-x)Fe_(1.93)常壓合成和高壓合成的合金結構、磁性及磁致伸縮性能的研究我們采用80%的輕稀土Pr去替換重稀土Tb,首先研究了通過常壓退火的方法制備的(Tb_(0.2)Pr_(0.8))_xDy_(1-x)Fe_(1.93)(0.0≤x≤0.5)系列合金,并對其晶體結構、磁性和磁致伸縮性能做了研究,發(fā)現(xiàn)當Pr含量在稀土次晶格中超過20at%時就無法得到單一的C15 Laves相樣品。于是我們采取高壓合成的方法,成功獲得了(Tb_(0.2)Pr_(0.8))_xDy_(1-x)Fe_(1.93)(0.3≤x≤1.0)系列合金。然后我們通過對材料的結構、磁性及磁致伸縮性能進行了研究,發(fā)現(xiàn)隨著x的增加,材料由四方結構變成了菱方結構。(Tb_(0.2)Pr_(0.8))_xDy_(1-x)Fe_(1.93)的磁致伸縮值在x=0.8時存在一個極大值。材料的磁致伸縮值在x=0.6處于最低值,這與飽和磁化強度變化趨勢的結果是一致的。2.Tb_xDy_(0.2-x)Nd_(0.8)Fe_(1.93)合金的自旋-結構相圖和磁致伸縮的研究我們通過高壓合成的方法成功獲得了高Nd含量Tb_xDy_(0.2-x)Nd_(0.8)Fe_(1.93)(0≤x≤0.2)系列合金的C15 Laves相結構。通過對該系列合金的穆斯堡爾譜、交流初始磁化率和磁致伸縮研究,構建了Tb_xDy_(0.2-x)Nd_(0.8)Fe_(1.93)的自旋結構相圖。隨著Tb含量的變化,我們發(fā)現(xiàn)該系列合金隨著x的增加,從四方相變成單斜相又變成了菱方相,豐富了磁致伸縮材料相圖,,為高Nd含量巨磁致伸縮合金的研究提供了實驗依據(jù)。Tb_(0.15)Dy_(0.05)Nd_(0.8)Fe_(1.93)的飽和磁致伸縮值達到720 ppm,遠高于摻雜Ho的Tb0.2Dy0.22Ho0.58 Fe_2合金的磁致伸縮值(530 ppm)。3.Tb_(0.15)Dy_(0.05)Nd_(0.8)Fe_(1.93)熔體快淬材料的結構和磁性特性的研究鑒于我們上面Tb_xDy_(0.2-x)Nd_(0.8)Fe_(1.93)合金均由高壓合成,因此我們開展了熔體快淬法制備高Nd含量的Tb_(0.15)Dy_(0.05)Nd_(0.8)Fe_(1.93)C15 Laves相合金。我們發(fā)現(xiàn)輪速度和退火溫度對材料的結構和磁性特性有都有著重要的影響。輪速的提高和退火溫度的增加兩種方式的可以提高樣品的磁化強度并且降低樣品的矯頑力,改善了該材料的磁性特性。在較高的輪速(45m/s)和較低退火溫度(773K)下,可以促進C15 Laves相的形成,并獲得較大的磁致伸縮值。我們采用的熔體快淬合成高Nd含量C15 Laves相的制備方法,相對于高壓退火合成的方法,是一種更經(jīng)濟,更快捷的方法。
[Abstract]:RFe_2 (R= C15 rare earth) Laves phase alloys have great magnetostriction and low magnetic anisotropy at room temperature, so that the material in the sensor, brake and sonar transducer has been widely used. Such as "black gold" of the Terfenol-D (Tb_ (0.27) (Dy_ 0.73) Fe_2) has a great value of magnetostriction (1200 ppm in 80 KA/m). But the main component of the material is expensive heavy rare earth Tb and Dy, its application in real life is limited. According to the calculation of the single ion model, PrFe_2 and NdFe_2 in absolute zero has a giant the expansion theory of ideal value. In addition because of light rare earth Pr and Nd nature reserve is rich, the price is cheap, so it is very important to carry out research on Pr/Nd based magnetostrictive materials. In this paper, light rare earth (Tb_ (0.2) Pr_ (0.8)) _xDy_ (1-x) Fe_ (1.93), Tb_xDy_ (0.2-x (Nd_) 0.8)Fe_(1.93)紓佽嚧浼哥緝鏉愭枡榪涜浜嗙郴緇熺殑鐮旂┒,騫墮，

本文編號：1740162