Sm-Nd-Fe磁致伸縮材料的顯微組織和磁性能研究.pdf

1、稀土磁致伸縮材料具有室溫磁致伸縮大、能量密度高、反應(yīng)速度快等特點(diǎn),在傳感器和驅(qū)動(dòng)器等方面具有廣泛的應(yīng)用。其中Sm-Nd-Fe系列合金具有很大的負(fù)磁致伸縮系數(shù),并且合金中不含有重稀土元素,成本較低,是一種很有開發(fā)潛力的磁致伸縮材料。本文主要研究了Sm-Nd-Fe合金的凝固過(guò)程、顯微組織和磁致伸縮性能。通過(guò)對(duì)Sm1-xNdxFe2合金進(jìn)行熱處理,改善了合金的組織和磁致伸縮性能。論文還研究了溫度和壓力對(duì)Sm-Nd-Fe合金的磁致伸縮和磁感應(yīng)強(qiáng)

2、度的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　采用真空電弧爐制備了Sm1-xNdxFe2合金,發(fā)現(xiàn)Sm1-xNdxFe2合金在凝固過(guò)程中隨著溫度的降低,當(dāng)x<0.5時(shí),通過(guò)包晶反應(yīng)依次生成(Sm,Nd)2Fe17相、(Sm,Nd)Fe3相以及(Sm,Nd)Fe2相。合金組織的主相為立方(Sm,Nd)Fe2相,同時(shí)含有少量的(Sm,Nd)Fe3相和(Sm,Nd)相。成分為Sm0.88Nd0.12Fe2合金的磁致伸縮較大,當(dāng)磁場(chǎng)為700kA/m時(shí)

3、,合金的磁致伸縮達(dá)到-800ppm。
　　Sm0.88Nd0.12Fe2鑄態(tài)合金中有少量的(Sm,Nd)Fe3相及(Sm,Nd)相,少量的(Sm,Nd)Fe3及(Sm,Nd)相的存在使合金的磁致伸縮降低。通過(guò)對(duì)Sm0.88Nd0.12Fe2合金進(jìn)行加熱至650℃保溫7天,隨爐冷卻的退火處理后,退火合金的磁致伸縮明顯提高,為鑄態(tài)合金磁致伸縮的2.2倍。
　　磁場(chǎng)熱處理能夠改善合金內(nèi)部初始磁疇的分布狀態(tài),熱處理磁場(chǎng)的施加方向、磁

4、場(chǎng)強(qiáng)度以及磁場(chǎng)熱處理溫度、時(shí)間對(duì)合金的磁致伸縮性能具有影響。通過(guò)研究,對(duì)合金施加垂直于樣品軸向方向200kA/m的磁場(chǎng),在300℃對(duì)合金進(jìn)行磁場(chǎng)熱處理10min,合金700kA/m的磁致伸縮從-800ppm增加到-1600ppm。
　　在不同的溫度和壓力下合金的磁性能會(huì)發(fā)生不同的變化。隨著溫度的升高,合金內(nèi)部的磁矩降低,使合金磁致伸縮性能和磁感應(yīng)強(qiáng)度下降,溫度為80℃時(shí)Sm0.88Nd0.12Fe2合金的磁致伸縮性能和磁感應(yīng)強(qiáng)度明