磁致伸縮材料在換能、驅(qū)動(dòng)、傳感等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。近年來磁致伸縮電磁超聲導(dǎo)波檢測作為一種新型的無損檢測技術(shù),以其單點(diǎn)安裝、長距離檢測的技術(shù)特點(diǎn),在長輸管道、鐵路鋼軌、橋梁鎖鏈等的缺陷檢測與在役監(jiān)測方面顯現(xiàn)出巨大應(yīng)用前景。磁致伸縮材料作為核心敏感材料,對電磁超聲導(dǎo)波傳感器性能有著重要的影響,但是存在著傳統(tǒng)磁致伸縮材料磁致伸縮系數(shù)小、巨磁致伸縮材料Tb-Dy-Fe合金無法制備成薄帶、Fe-Ga磁致伸縮材料薄板（板厚大于0.3 mm）無法滿足曲面異形構(gòu)件的檢測等諸多實(shí)際問題。為了解決磁致伸縮材料在超聲導(dǎo)波檢測中遇到的這些問題,本文探索了制備細(xì)晶、大磁致伸縮、可彎曲Fe-Ga合金薄帶以及在316L不銹鋼基板上附著Fe-Ga（Al）合金涂層的方法,對合金薄帶與涂層的組織結(jié)構(gòu)、織構(gòu)、磁性能進(jìn)行了研究,并開展了 Fe-Ga（Al）合金薄帶與涂層在超聲導(dǎo)波檢測及扭矩傳感器方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。研究工作取得了以下結(jié)果:通過對高斯取向的0.3 mm厚（Fe83Ga17）99.9（NbC）0.1合金薄板進(jìn)行溫軋變形,制備出0.06～0.15 mm的合金薄帶。研究了熱處理工藝對合金薄帶織構(gòu)和磁性能的影響,1... 

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 磁致伸縮及磁致伸縮材料
        2.1.1 磁致伸縮效應(yīng)
        2.1.2 磁致伸縮材料的發(fā)展
        2.1.3 磁致伸縮材料的應(yīng)用
    2.2 Fe-Ga磁致伸縮材料的研究概況
        2.2.1 Fe-Ga合金的相結(jié)構(gòu)
        2.2.2 Fe-Ga合金的磁致伸縮性能
        2.2.3 Fe-Ga合金力學(xué)性能
    2.3 軋制Fe-Ga合金薄帶的研究概況
        2.3.1 磁致伸縮與織構(gòu)
        2.3.2 高斯晶粒的軋制變形行為
        2.3.3 Fe-Ga合金薄板中{100}織構(gòu)的控制
    2.4 Fe-Ga合金的磁-機(jī)械耦合性能
        2.4.1 扭矩傳感器
        2.4.2 磁致伸縮換能器
3 研究意義、內(nèi)容及方法
    3.1 研究意義
    3.2 研究內(nèi)容
    3.3 研究方法
        3.3.1 樣品制備
        3.3.2 組織結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 織構(gòu)的分析
        3.3.4 硬度分析
        3.3.5 熱力學(xué)分析
        3.3.6 力學(xué)性能分析
        3.3.7 磁性能檢測
        3.3.8 超聲導(dǎo)波測試
4 Fe-Ga-NbC合金薄帶的織構(gòu)演變、磁性能及力學(xué)性能研究
    4.1 引言
    4.2 Fe-Ga-NbC合金薄帶的組織組織和性能
        4.2.1 軋制工藝
        4.2.2 軋制合金薄帶的組織結(jié)構(gòu)
        4.2.3 軋制合金薄帶的磁致伸縮性能
    4.3 二次再結(jié)晶薄板制備合金薄帶的再結(jié)晶演變及性能
        4.3.1 合金薄帶的軋制取向分析
        4.3.2 合金薄帶的再結(jié)晶組織演變及取向分析
        4.3.3 再結(jié)晶合金薄帶的磁致伸縮性能
        4.3.4 合金薄帶的力學(xué)性能
    4.4 定向凝固板坯制備合金薄帶的再結(jié)晶組織演變及性能
        4.4.1 合金薄帶的軋制取向分析
        4.4.2 合金薄帶的再結(jié)晶組織演變及取向分析
        4.4.3 再結(jié)晶合金薄帶的磁致伸縮性能
    4.5 本章小結(jié)
5 Fe-Ga(Al)合金涂層的制備及磁性能
    5.1 引言
    5.2 Fe-Ga(Al)合金粉末的制備及組織結(jié)構(gòu)
        5.2.1 粉末顆粒的形貌及元素含量
        5.2.2 粉末顆粒的相分析
        5.2.3 粉末顆粒的顯微組織
    5.3 Fe-Ga(Al)合金涂層的制備
    5.4 Fe-Ga合金涂層的微觀組織和性能
        5.4.1 Fe-Ga合金涂層的微觀組織
        5.4.2 Fe-Ga合金涂層的磁性能與磁致伸縮性能
        5.4.3 Fe-Ga合金涂層的顯微硬度
        5.4.4 Fe-Ga合金涂層的結(jié)合強(qiáng)度
    5.5 熱處理對Fe-Ga合金涂層的組織結(jié)構(gòu)與磁致伸縮性能的影響
        5.5.1 熱處理過程中Fe-Ga合金涂層的微觀組織演變
        5.5.2 熱處理過程中Fe-Ga合金涂層的磁致伸縮性能演變
    5.6 Fe-Al合金涂層的微觀組織和性能
        5.6.1 Fe-Al合金涂層的微觀組織
        5.6.2 Fe-Al合金涂層的磁性能與磁致伸縮性能
        5.6.3 Fe-Al合金涂層的顯微硬度
    5.7 熱處理對Fe-Al合金涂層的組織結(jié)構(gòu)與磁致伸縮性能的影響
        5.7.1 熱處理過程中Fe-Al合金涂層的微觀組織演變
        5.7.2 熱處理過程中Fe-Al合金涂層的磁性能
        5.7.3 熱處理過程中Fe-Al合金涂層的磁致伸縮性能
    5.8 本章小結(jié)
6 Fe-Ga(Al)合金薄帶與涂層的超聲導(dǎo)波應(yīng)用基礎(chǔ)研究
    6.1 引言
    6.2 Fe-Ga-NbC合金薄帶在鋁板SH導(dǎo)波檢測中的應(yīng)用
        6.2.1 Fe-Ga-NbC合金薄帶的磁性能
        6.2.2 Fe-Ga-NbC合金薄帶在鋁板SH導(dǎo)波檢測中的應(yīng)用
    6.3 Fe-Ga(Al)涂層在管道軸向L類型導(dǎo)波檢測中的應(yīng)用
        6.3.1 Fe-Ga合金涂層在管道軸向檢測中的應(yīng)用
        6.3.2 Fe-Al合金涂層在管道軸向檢測中的應(yīng)用
    6.4 Fe-Ga涂層在管道軸向T類型導(dǎo)波檢測中的應(yīng)用
    6.5 本章小結(jié)
7 Fe-Ga-NbC合金薄帶在扭矩傳感器中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究
    7.1 引言
    7.2 (Fe_(83)Ga_(17)_(99.9)(NbC)_(0.1)合金薄帶的磁性能
    7.3 裝置設(shè)計(jì)與測試結(jié)果
    7.4 本章小結(jié)
8 結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)
    8.1 全文結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于超磁致伸縮材料的非接觸式扭矩測量方法研究[J]. 宋娜,尹肖,李博.  計(jì)測技術(shù). 2018(S1)
[2]Effect of Initial Goss Texture Sharpness on Texture Evolution and Magnetic Properties of Ultra-thin Grain-oriented Electrical Steel[J]. Rui-Yang Liang,Ping Yang,Wei-Min Mao.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(09)
[3]扭矩測量方法現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 王巖,儲(chǔ)江偉.  林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2010(11)
[4]電磁超聲換能器的研究進(jìn)展綜述[J]. 王淑娟,康磊,趙再新,翟國富.  儀表技術(shù)與傳感器. 2006(05)
[5]Fe72.5Ga27.5合金的相結(jié)構(gòu)和磁致伸縮性能[J]. 徐翔,蔣成保,徐惠彬.  金屬學(xué)報(bào). 2005(05)
[6]粉末冶金粘結(jié)磁致伸縮材料[J]. 解偉,吳雙霞,江麗萍,黃繼民,趙增祺.  金屬功能材料. 2001(04)
[7]Terfenol-D魚唇式彎張換能器[J]. 莫喜平.  聲學(xué)學(xué)報(bào). 2001(01)
[8]Giant Magnetostrictions of Tb-Dy-Fe Polycrystals with ＜ 110 ＞ Axial Alignment[J]. Shouzeng ZHOU, Xuexu GAO, Maocai ZHANG, Qing ZHAO and Zhenhlla SHI (State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China).  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2000(02)
[9]軟鐵磁薄板磁彈性耦合作用的變分原理[J]. 周又和,鄭曉靜.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 1997(02)



本文編號(hào)：3711456