Fe-Ga磁致伸縮合金由于具有低外磁場下高磁致伸縮性能、低磁滯、較好機械性能等優(yōu)點而受到廣泛關注。目前,有關Fe-Ga合金的研究還存在以下幾個問題:1)非磁性過渡族元素Cu摻雜對Fe-Ga合金磁致伸縮性能影響的理論和實驗研究結論不一致,Cu在Fe-Ga合金中存在的方式不明確。2)稀土摻雜Fe-Ga合金的磁致伸縮機理尚不清晰。稀土摻雜Fe-Ga合金磁致伸縮性能的起源是稀土元素進入到A2晶格中造成的畸變,還是（001）取向的柱狀晶,仍然存在爭議。3)柔性Fe-Ga類磁致伸縮復合材料的開發(fā)研究將是目前及今后Fe-Ga磁致伸縮材料領域的研究熱點。本論文針對以上存在問題進行了研究,得到一些有意義的結論:首先,本文研究了Cu摻雜Fe-Ga合金的微觀結構和磁致伸縮性能。研究表明,在(Fe₈₃Ga₁₇)_100-xCu_x（x=0,3,6,9,12,15）合金中,x=0～6at.%合金樣品由單一bcc結構的A2相構成,而x=9～15 at.%合金樣品由具有bcc結構的A2主相和具有fcc結構的FeCu₄

【文章來源】：內蒙古師范大學內蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Fe-Ga合金平衡相圖與A2，D03，B2，L12，D019相的晶體結構[18]

內蒙古師范大學碩士學位論文6圖1-2為Fe-Ga合金的亞穩(wěn)相圖[19]。與平衡相圖對比發(fā)現(xiàn)，亞穩(wěn)相圖中沒有出現(xiàn)L12和D019兩相，同時D03，B2相出現(xiàn)區(qū)域變大。亞穩(wěn)相圖中Fe-Ga二元合金的相結構、溫度與Ga含量的關系列入表1-3。研究表明[20]，A2，D03和B2相界面共格，D019和L12界面非共格。從動力學方面來說，D019和L12平衡相形成很慢，而A2，D03和B2相卻很容易在其成分區(qū)內形成，所以穩(wěn)態(tài)相圖和亞穩(wěn)態(tài)相圖迥異。圖1-2Fe-Ga合金亞穩(wěn)相圖[19]Fig.1-2Fe-Gaalloymetastablephasediagram[19]表1-3Fe-Ga合金亞穩(wěn)態(tài)相圖中相結構、溫度和Ga含量關系[4]Tab.1-3RelationshipbetweenphasestructureandtemperatureandGacontentinFe-Gaalloymetastablephasediagram[4]相結構Ga含量/at.%溫度/℃A2(ferro)10~22.7300~760A2(para)10~30660~900B222.7~35560~900D0322.5~35300~670Fe-Ga合金的磁致伸縮性能密切相關于合金中的相結構。Fe-Ga合金中，各相的磁致伸縮系數(shù)符號不同，而且它們的磁性能，如矯頑力、磁化強度等也不同。研究發(fā)現(xiàn)[21]，A2相和D03相的磁致伸縮系數(shù)為正值，而L12和D019相的磁致伸縮系

2.5Ga27.5合金進行不同的熱處理，得到A2，D03，D019和L12相，四種相對應的磁致伸縮系數(shù)分別為132，99，-7，-32ppm，實驗結果表明，無序的A2相結構是Fe-Ga合金具有較好的磁致伸縮性能的主要原因。Lograsso等[14]用高分辨率X射線對淬火后的Fe-Ga單晶的(100)和(111)面進行了掃描，發(fā)現(xiàn)在44o處有衍射峰，而其與無序bcc相、有序D03相、L12相都沒有對應關系。他們認為這個衍射峰與一種新出現(xiàn)的四方相有關，該相的晶體結構與D03相類似，但其內部有沿[100]方向排列的短程有序的Ga原子對，故稱為Modified-D03結構。圖1-3為D03，Modified-D03結構的晶體點陣圖[23]。他們認為這種結構是在淬火時由無序bcc相中通過馬氏體轉變形成。在無序相結構中含有短程有序的Ga原子對，即Modified-D03結構，是磁致伸縮性能提高的主要原因。圖1-3（a）D03相和（b）Modified-D03相的晶體點陣圖[22]Fig.1-3CrystalstructureofD03phase(a)andModified-D03phase(b)[22]1.3.2第三元素摻雜對Fe-Ga合金相結構和磁致伸縮性能的影響目前，許多微量合金元素作為第三元素被摻雜到Fe-Ga合金中，以增強其磁致伸縮和機械性能。摻雜的第三元素，大體可以歸結為以下三類：非金屬元素、過渡元素和稀土元素。以往的研究發(fā)現(xiàn)，非金屬元素和過渡元素對于Fe-Ga合金磁致伸縮性能的改善非常有限，而稀土元素能大幅度改善合金的磁致伸縮性能。在此，將非金屬元素和過渡元素合稱為非稀土元素。1.3.2.1非稀土元素摻雜一般摻雜的非金屬元素有B、C、N等，該類元素的摻雜往往只會少量增加，

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3054087