新型Fe-Ga磁致伸缩合金物性研究

论文摘要

Fe-Ga合金是继Tb-Dy-Fe之后,近年来出现的新型磁致伸缩智能功能材料,本论文工作主要是研究此种新型磁致伸缩合金,寻找它们展现出的特殊性质、形成机制和其它相关物性,并尝试改善其可能存在的应用特性,探索新的Fe基磁致伸缩合金。首先为了改善和提高Fe-Ga合金的应用性能,我们沿着元素替代掺杂的思路研究了Mn元素对Fe-Ga合金的结构、磁性和磁致伸缩性能等方面的影响,发现了一些有意义的结果:Mn元素掺杂小幅提高Fe-Ga多晶合金的磁致伸缩性能,而且Mn元素掺杂显著提高了Fe-Ga多晶合金的电阻率,改善了Fe-Ga磁致伸缩材料的交流频率使用范围。其次发展一种新的有效提高Fe-Ga合金磁致伸缩性能的张应力退火方法,张力退火后合金记忆了应力退火过程,应力完全定向排列磁畴磁矩,使其磁致伸缩的90%预应力可调节,远超过未退火样品。并首次在排除了A2相磁致伸缩影响的情况下观察到有序D03结构的磁致伸缩表现,明确证实D03相的本征磁致伸缩系数为负值,发现一种有效区别Fe3Ga（D03）结构和BCC（A2）结构的方法。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 磁致伸缩简介
• 1.1.1 磁致伸缩效应
• 1.1.2 磁致伸缩的来源
• 1.1.3 磁致伸缩的计算
• 1.1.4 磁致伸缩的唯象理论
• 1.1.5 磁致伸缩的量子理论
• 1.2 磁致伸缩材料的应用
• 1.3 磁致伸缩材料简介
• 1.3.1 磁致伸缩材料的发展
• 1.3.2 磁致伸缩材料的分类
• 1.4 磁致伸缩材料的研究进展
• 1.4.1 Terfenol-D 材料性能改进
• 1.4.2 新型Heusler 磁控形状记忆合金
• 1.4.3 新型Fe-Ga 磁致伸缩合金
• 参考文献
• 第二章 Fe-Ga 磁致伸缩合金研究进展
• 2.1 Fe-Ga 合金的制备
• 2.1.1 Fe-Ga 单晶和取向多晶的制备
• 2.1.2 Fe-Ga 多晶块体的制备
• 2.1.3 Fe-Ga 甩带样品的制备
• 2.1.4 Fe-Ga 低维样品制备
• 2.2 Fe-Ga 合金的结构与相关系
• 2.3 Fe-Ga 合金的磁致伸缩性能
• 2.3.1 Fe-Ga 二元单晶体的磁致伸缩性能
• 2.3.2 热处理对Fe-Ga 合金磁致伸缩性能影响
• 2.3.3 第三元素掺杂Fe-Ga 合金的磁致伸缩性能
• 2.4 本论文研究的目的、意义及研究内容
• 2.4.1 本论文研究的目的、意义
• 2.4.2 本论文研究主要内容
• 2.4.3 论文内容安排
• 参考文献
• 第三章 实验方法与原理
• 3.1 样品制备
• 3.1.1 一般多晶样品的制备
• 3.1.2 单晶和取向样品的制备
• 3.2 样品表征方法及其原理
• 3.2.1 X 射线衍射
• 3.2.2 磁致伸缩测量
• 3.2.3 电阻测量
• 3.2.4 磁性测量
• 参考文献
• 第四章 掺杂对Fe-Ga 合金物性的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 81-xMn_xGa₁₉ 合金'>4.3.1 Fe_81-xMn_xGa₁₉合金
• 81-xMn_xAl₁₉ 合金'>4.3.2 Fe_81-xMn_xAl₁₉合金
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第五章 应力下Fe-Ga 合金的磁致伸缩行为
• 5.1 引言
• 5.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 晶体的结构与组分
• 85Ga₁₅ 单晶磁弹性耦合'>5.3.2 Fe₈₅Ga₁₅单晶磁弹性耦合
• 83Ga₁₇ 多晶磁致伸缩'>5.3.3 应力下Fe₈₃Ga₁₇多晶磁致伸缩
• 83Ga₁₇ 多晶磁致伸缩'>5.3.4 应力退火提高Fe₈₃Ga₁₇多晶磁致伸缩
• 5.4 小结
• 参考文献
• 第六章 结论与展望
• 摘要
• Abstract
• 在学期间发表的学术论文
• 在学期间参与的科研项目
• 致谢
• 作者简历