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铁基磁弹性材料的制备及物性分析

2020-12-03阅读(1013)

铁基磁弹性材料的制备及物性分析

论文摘要

铁基磁弹性材料是一种重要的信息功能材料。本论文针对不同成分的稀土铁系超磁致伸缩材料,分别通过电弧炉熔炼和甩带快淬方法制备了块体、薄带和粘结样品,使用X射线衍射仪（XRD）,振动样品磁强计（VSM）,多功能磁性测量以及金相显微镜等仪器进行测试分析,研究了材料晶体学、磁学性质和磁致伸缩性能。对粘结Terfenol-D材料的粘结工艺和磁致伸缩性能的研究发现,粘结剂含量和成型压力对粘结体的磁致伸缩性能都有较大影响,粘结剂含量为15%,成型压力为150MPa时粘结体的磁致伸缩性能最高。等静压可以明显提高粘结体的磁致伸缩性能。实验使用层积压制技术及其断面再造工艺,成功的解决了大尺寸粘结体密度不均匀的问题。对合金PrxTb1-xFe1.9By的研究发现,B原子的加入有效抑制了RFe3相的形成。使用甩带工艺制备了PrxTb1-xFe1.9B0.3系列合金,在Pr含量为0.3时合金仍表现为单一Laves相结构。同时甩带快淬的工艺使样品表现出强烈的磁各向异性。B原子的加入使部分成分的合金具有很高的矫顽力。对合金Pr0.3Tb0.7Fe1-xMnx和PrxTb1-x(Fe0.6Co0.4)1.9的研究发现,两种原子的替代均有利于Pr顺利取代Tb形成单一的RT2相。其中Mn原子的替代使合金的居里温度随Mn含量的增加而单调降低。研究还发现,合金Tb(Fe0.6Co0.4)1.9的未取向多晶样品实测磁致伸缩应变值λ∥在900kA/m磁场下达到了1900ppm,如果可以制备该合金的单晶,将有希望取代Terfenal-D合金,成为新一代的超磁致伸缩材料。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1-1 磁致伸缩效应
  • 1-1-1 磁致伸缩现象
  • 1-1-2 与磁致伸缩有关的效应
  • 1-2 磁致伸缩材料的发展概况
  • 1-2-1 磁致伸缩材料的研究历史
  • 1-2-2 稀土超磁致伸缩材料的研究现状
  • 1-2-3 磁致伸缩的影响因素
  • 1-3 磁致伸缩理论
  • 1-3-1 磁致伸缩理论简介
  • 1-3-2 磁致伸缩的唯象理论
  • 1-3-3 单离子模型理论
  • 1-3-4 Laves 相结构的磁致伸缩理论
  • 1-4 磁致伸缩材料的分类
  • 1-4-1 稀土金属
  • 1-4-2 稀土-过渡金属间化合物
  • 1-4-3 稀土氧化物
  • 1-4-4 锕系金属化合物
  • 1-4-5 非晶薄膜合金
  • 1-4-6 纳米巨磁致伸缩材料
  • 1-4-7 有机的磁致伸缩材料
  • 1-5 稀土超磁致伸缩材料的特点及其应用
  • 1-5-1 稀土超磁致伸缩材料的特点
  • 1-5-2 稀土超磁致伸缩材料的应用
  • 1-7 本论文的研究内容及意义
  • 第二章 实验方法及原理
  • 2-1 样品的制备
  • 2-1-1 块体多晶样品的制备
  • 2-1-2 甩带样品的制备
  • 2-1-3 合金的退火
  • 2-1-4 粘结样品制备
  • 2-2 分析测量方法和设备
  • 2-2-1 X 射线分析
  • 2-2-2 振动样品磁强计
  • 2-2-3 磁电综合参数测量系统
  • 2-2-4 磁致伸缩的测量
  • 第三章 粘结 Terfenol-D 磁致伸缩性能的研究
  • 3-1 引言
  • 3-2 实验方法
  • 3-3 实验结果与分析
  • 3-3-1 粘结条件范围的划定
  • 3-3-2 成型压力对粘结体磁致伸缩性能的影响
  • 3-3-3 粘结剂含量对粘结体磁致伸缩性能的影响
  • 3-3-4 等静压成型对粘结体磁致伸缩性能的影响
  • 3-3-5 大尺寸粘结体的制备及磁致伸缩性能
  • 3-4 小结
  • xTb1-xFe1.9By合金甩带样品的制备与性能'>第四章 PrxTb1-xFe1.9By合金甩带样品的制备与性能
  • 4-1 引言
  • 4-2 实验方法
  • 4-3 实验结果与分析
  • 0.3Tb0.7Fe1.9 合金磁性能的影响'>4-3-1 添加B 对Pr0.3Tb0.7Fe1.9合金磁性能的影响
  • xTb1-xFe1.9B0.3（x=0.3～0.6）合金甩带样品的性能'>4-3-2 PrxTb1-xFe1.9B0.3（x=0.3～0.6）合金甩带样品的性能
  • 4-4 小结
  • 0.3Tb0.7Fe1.9-xMnx合金的磁性能'>第五章 Pr0.3Tb0.7Fe1.9-xMnx合金的磁性能
  • 5-1 引言
  • 5-2 实验方法
  • 5-3 实验结果与分析
  • 0.3Tb0.7Fe1.9-xMnx（x=0.1～0.3）合金的相结构'>5-3-1 Pr0.3Tb0.7Fe1.9-xMnx（x=0.1～0.3）合金的相结构
  • 0.3Tb0.7Fe1.9-xMnx（x=0.1～0.3）合金的磁学性能'>5-3-2 Pr0.3Tb0.7Fe1.9-xMnx（x=0.1～0.3）合金的磁学性能
  • 0.3Tb0.7Fe1.9-xMnx（x=0.1～0.3）合金的磁致伸缩性能'>5-3-3 Pr0.3Tb0.7Fe1.9-xMnx（x=0.1～0.3）合金的磁致伸缩性能
  • 5-4 小结
  • xTb1-x(Fe0.6Co0.4)2合金磁致伸缩性能的影响'>第六章 Pr 替代对 PrxTb1-x(Fe0.6Co0.4)2合金磁致伸缩性能的影响
  • 6-1 引言
  • 6-2 实验方法
  • 6-3 实验结果与分析
  • xTb1-x(Fe0.6Co0.4)1.9（x=0.0～0.3）合金的相结构'>6-3-1 PrxTb1-x(Fe0.6Co0.4)1.9（x=0.0～0.3）合金的相结构
  • xTb1-x(Fe0.6Co0.4)1.9（x=0.0～0.3）合金磁化性能的影响'>6-3-2 Pr 含量对PrxTb1-x(Fe0.6Co0.4)1.9（x=0.0～0.3）合金磁化性能的影响
  • xTb1-x(Fe0.6Co0.4)1.9（x=0.0～0.3）合金磁致伸缩性能的影响'>6-3-3 Pr 含量对PrxTb1-x(Fe0.6Co0.4)1.9（x=0.0～0.3）合金磁致伸缩性能的影响
  • 6-4 小结
  • 参考文献
  • 第七章 结论
  • 致谢
  • 攻读学位期间所取得的相关科研成果

    • 相关论文文献

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