本文主要研究内容
作者（2019）在《Fe-Ga合金微结构与磁致伸缩的关系研究》一文中研究指出：固溶体型Fe-Ga磁致伸缩材料具有低场大磁致伸缩特性,与具有本征脆性的化合物型REFe2相比,具有更好的延展性和温度稳定性,因此在致动器、传感器和换能器等领域具有更好的应用前景,是近20年来磁致伸缩材料领域的研究热点。由于Fe-Ga合金具有结构多样性,且平衡态与亚稳态的结构差异巨大,因此磁致伸缩性能对热历史非常敏感。然而,这种热历史敏感性的微结构根源富有极大争议,成为该合金大磁致伸缩效应发现20年以来仍未解决的一个基础问题。为此,本文选择具有磁致伸缩峰值的成分Fe81Ga19进行研究,通过改变热处理条件,采用X射线衍射、透射电子显微镜、光学显微镜、磁性测量和力学性能测试等手段,系统研究介于亚稳和平衡态之间中间态的微结构和磁致伸缩性能差异,揭示了热历史敏感性的微结构根源,并在此基础上提出了进一步提高磁致伸缩性能的策略。主要结果如下:首先,揭示了Fe-Ga合金磁致伸缩热历史敏感性的微结构根源。已有的研究表明,慢冷Fe-Ga合金的磁致伸缩性能远低于高温淬火态,将其归因于慢冷过程中形成了对磁致伸缩有害的D03有序相。然而,我们的对比研究表明,Fe81Ga19多晶样品慢冷至A2固溶线附近温度再淬火处理,可以显著提高磁致伸缩性能,只是在慢冷至远低于A2固溶线时才会使磁致伸缩性能恶化。TEM表征结果表明,在1273K淬火的亚稳态样品为两相结构,即无序体心立方A2相基体中分布着有序体心立方D03纳米析出物;当以～0.3 K/min慢冷至A2固溶线(793K)附近时,可以抑制D03纳米相的析出;进一步慢冷至673K(比固溶线低120K),会进一步析出平衡态的面心立方有序L12相,并在A2与L12相界附近形成大量位错,此外,A2基体相也具有D03有序化倾向。由于L12相是负磁致伸缩相,D03相的磁致伸缩低于A2相,位错会阻碍畴壁移动,因此会使磁致伸缩性能急剧恶化。由于低于A2固溶线时会发生A2’+L12相分解,这个固溶线也可以认为是分解相界(decomposition phase boundary,DPB)。慢冷至DPB附近(如773K)淬火可以抑制有害的D03和L12相,因此可以获得比高温淬火态更高的磁致伸缩性能。上述发现解释了为什么Fe81Ga19合金的磁致伸缩性能敏感于热处理条件。其次,提出了通过在易失稳相界(instable phase boundary,IPB)附近淬火实现Fe-Ga合金高性能化的新方法。在揭示Fe-Ga合金热历史敏感性微结构根源的基础上,我们进一步将多晶Fe81Ga19合金慢冷至DPB附近再进行淬火处理,搜寻实现磁致伸缩性能最大化的最佳淬火温度。将合金从1273 K以～1.3K/min)慢冷至740～830K的一系列温度后进行淬火处理均抑制了负磁致伸缩L12相的析出,然而磁性测量结果表明,在740K(低于DPB约53K)淬火的样品具有最高的磁致伸性能,显著优于高于此温度淬火的样品。进一步的力学性能测试表明,在740 K下淬火产生的弹性模量低于其他样品,正是这种模量软化特性使其磁致伸缩性能最大化。模量软化源于平衡态A2→L12相变的剪切特性。因此,Fe-Ga合金的分解相界本质上是一种热力学易失稳相界(instable phase boundary,IPB)”。上述发现表明,将Fe-Ga合金置于易失稳相界附近是增强磁致伸缩性能的有效方法。最后,通过将具有织构的Fe-Ga合金置于易失稳相界(IPB)附近获得了更高的磁致伸缩性能。制备具有晶粒择优取向的织构材料是提高Fe-Ga合金磁致伸缩性能的常用方法。我们进一步将上述建立的“易失稳相界”新方法用于提高热轧Fe81Ga19板材的磁致伸缩性能。我们的对比研究表明:以1.3 K/min慢冷至773K(比IPB低20K)后淬火处理,其磁致伸缩性能可达120ppm,比1273K高温淬火态高71.4%。TEM和力学性能测试表明,这种增强源于IPB附近A2相的晶格软化。我们在不同的晶带轴都观察到了模量软化导致的位错。本文不仅揭示了Fe-Ga合金热历史敏感性的微结构根源,而且建立了易失稳相界增强磁致伸缩性能的新方法。
Abstract
gu rong ti xing Fe-Gaci zhi shen su cai liao ju you di chang da ci zhi shen su te xing ,yu ju you ben zheng cui xing de hua ge wu xing REFe2xiang bi ,ju you geng hao de yan zhan xing he wen du wen ding xing ,yin ci zai zhi dong qi 、chuan gan qi he huan neng qi deng ling yu ju you geng hao de ying yong qian jing ,shi jin 20nian lai ci zhi shen su cai liao ling yu de yan jiu re dian 。you yu Fe-Gage jin ju you jie gou duo yang xing ,ju ping heng tai yu ya wen tai de jie gou cha yi ju da ,yin ci ci zhi shen su xing neng dui re li shi fei chang min gan 。ran er ,zhe chong re li shi min gan xing de wei jie gou gen yuan fu you ji da zheng yi ,cheng wei gai ge jin da ci zhi shen su xiao ying fa xian 20nian yi lai reng wei jie jue de yi ge ji chu wen ti 。wei ci ,ben wen shua ze ju you ci zhi shen su feng zhi de cheng fen Fe81Ga19jin hang yan jiu ,tong guo gai bian re chu li tiao jian ,cai yong Xshe xian yan she 、tou she dian zi xian wei jing 、guang xue xian wei jing 、ci xing ce liang he li xue xing neng ce shi deng shou duan ,ji tong yan jiu jie yu ya wen he ping heng tai zhi jian zhong jian tai de wei jie gou he ci zhi shen su xing neng cha yi ,jie shi le re li shi min gan xing de wei jie gou gen yuan ,bing zai ci ji chu shang di chu le jin yi bu di gao ci zhi shen su xing neng de ce lve 。zhu yao jie guo ru xia :shou xian ,jie shi le Fe-Gage jin ci zhi shen su re li shi min gan xing de wei jie gou gen yuan 。yi you de yan jiu biao ming ,man leng Fe-Gage jin de ci zhi shen su xing neng yuan di yu gao wen cui huo tai ,jiang ji gui yin yu man leng guo cheng zhong xing cheng le dui ci zhi shen su you hai de D03you xu xiang 。ran er ,wo men de dui bi yan jiu biao ming ,Fe81Ga19duo jing yang pin man leng zhi A2gu rong xian fu jin wen du zai cui huo chu li ,ke yi xian zhe di gao ci zhi shen su xing neng ,zhi shi zai man leng zhi yuan di yu A2gu rong xian shi cai hui shi ci zhi shen su xing neng e hua 。TEMbiao zheng jie guo biao ming ,zai 1273Kcui huo de ya wen tai yang pin wei liang xiang jie gou ,ji mo xu ti xin li fang A2xiang ji ti zhong fen bu zhao you xu ti xin li fang D03na mi xi chu wu ;dang yi ～0.3 K/minman leng zhi A2gu rong xian (793K)fu jin shi ,ke yi yi zhi D03na mi xiang de xi chu ;jin yi bu man leng zhi 673K(bi gu rong xian di 120K),hui jin yi bu xi chu ping heng tai de mian xin li fang you xu L12xiang ,bing zai A2yu L12xiang jie fu jin xing cheng da liang wei cuo ,ci wai ,A2ji ti xiang ye ju you D03you xu hua qing xiang 。you yu L12xiang shi fu ci zhi shen su xiang ,D03xiang de ci zhi shen su di yu A2xiang ,wei cuo hui zu ai chou bi yi dong ,yin ci hui shi ci zhi shen su xing neng ji ju e hua 。you yu di yu A2gu rong xian shi hui fa sheng A2’+L12xiang fen jie ,zhe ge gu rong xian ye ke yi ren wei shi fen jie xiang jie (decomposition phase boundary,DPB)。man leng zhi DPBfu jin (ru 773K)cui huo ke yi yi zhi you hai de D03he L12xiang ,yin ci ke yi huo de bi gao wen cui huo tai geng gao de ci zhi shen su xing neng 。shang shu fa xian jie shi le wei shen me Fe81Ga19ge jin de ci zhi shen su xing neng min gan yu re chu li tiao jian 。ji ci ,di chu le tong guo zai yi shi wen xiang jie (instable phase boundary,IPB)fu jin cui huo shi xian Fe-Gage jin gao xing neng hua de xin fang fa 。zai jie shi Fe-Gage jin re li shi min gan xing wei jie gou gen yuan de ji chu shang ,wo men jin yi bu jiang duo jing Fe81Ga19ge jin man leng zhi DPBfu jin zai jin hang cui huo chu li ,sou xun shi xian ci zhi shen su xing neng zui da hua de zui jia cui huo wen du 。jiang ge jin cong 1273 Kyi ～1.3K/min)man leng zhi 740～830Kde yi ji lie wen du hou jin hang cui huo chu li jun yi zhi le fu ci zhi shen su L12xiang de xi chu ,ran er ci xing ce liang jie guo biao ming ,zai 740K(di yu DPByao 53K)cui huo de yang pin ju you zui gao de ci zhi shen xing neng ,xian zhe you yu gao yu ci wen du cui huo de yang pin 。jin yi bu de li xue xing neng ce shi biao ming ,zai 740 Kxia cui huo chan sheng de dan xing mo liang di yu ji ta yang pin ,zheng shi zhe chong mo liang ruan hua te xing shi ji ci zhi shen su xing neng zui da hua 。mo liang ruan hua yuan yu ping heng tai A2→L12xiang bian de jian qie te xing 。yin ci ,Fe-Gage jin de fen jie xiang jie ben zhi shang shi yi chong re li xue yi shi wen xiang jie (instable phase boundary,IPB)”。shang shu fa xian biao ming ,jiang Fe-Gage jin zhi yu yi shi wen xiang jie fu jin shi zeng jiang ci zhi shen su xing neng de you xiao fang fa 。zui hou ,tong guo jiang ju you zhi gou de Fe-Gage jin zhi yu yi shi wen xiang jie (IPB)fu jin huo de le geng gao de ci zhi shen su xing neng 。zhi bei ju you jing li ze you qu xiang de zhi gou cai liao shi di gao Fe-Gage jin ci zhi shen su xing neng de chang yong fang fa 。wo men jin yi bu jiang shang shu jian li de “yi shi wen xiang jie ”xin fang fa yong yu di gao re ga Fe81Ga19ban cai de ci zhi shen su xing neng 。wo men de dui bi yan jiu biao ming :yi 1.3 K/minman leng zhi 773K(bi IPBdi 20K)hou cui huo chu li ,ji ci zhi shen su xing neng ke da 120ppm,bi 1273Kgao wen cui huo tai gao 71.4%。TEMhe li xue xing neng ce shi biao ming ,zhe chong zeng jiang yuan yu IPBfu jin A2xiang de jing ge ruan hua 。wo men zai bu tong de jing dai zhou dou guan cha dao le mo liang ruan hua dao zhi de wei cuo 。ben wen bu jin jie shi le Fe-Gage jin re li shi min gan xing de wei jie gou gen yuan ,er ju jian li le yi shi wen xiang jie zeng jiang ci zhi shen su xing neng de xin fang fa 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自浙江大学的，发表于刊物浙江大学2019-07-04论文，是一篇关于磁致伸缩论文,合金论文,相图论文,相变论文,热处理论文,浙江大学2019-07-04论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自浙江大学2019-07-04论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。