Fe--Ga--Tb合金磁性能及軋制織構研究.pdf

1、Fe-Ga合金是近年來國際上正在研發(fā)的一種新型巨磁致伸縮材料，與傳統(tǒng)稀土超磁致伸縮Tb-Dy-Fe合金(Terfenol-D)相比，F(xiàn)e-Ga合金飽和磁場較低，加工性能好，抗拉強度較高，器件設計簡單;磁導率較高，溫度特性好，適用溫度范圍寬，且價格低廉，僅為Terfenol-D的1/3，因而日益受到研究者重視;在Fe-Ga合金中添加Tb會得到更好的磁致伸縮性能，但由于Tb在α-Fe中固溶量很少，添加適量Tb成為提高合金磁致伸縮性能的關鍵。

2、
　　Fe-Ga合金磁伸性能呈顯著各向異性，<100>方向磁致伸縮系數(shù)最大。單晶和定向凝固合金制備成本高，且由于Fe-Ga合金的高電導率，所以軋制成板帶是制作Fe-Ga合金最有效的方式，因此在軋制方式下實現(xiàn)薄帶穩(wěn)定成形并控制η(<100>//RD)織構，是制造具有優(yōu)異磁致伸縮性能的Fe-Ga-Tb合金薄帶產(chǎn)品的關鍵。
　　本論文分首先研究了不同量Tb添加到Fe-Ga合金中對其相結構、磁致伸縮性能和一些磁性能的影響，然后選取磁

3、致伸縮性能比較好且易于成型的0.1at.％含量Tb的合金制備出Fe-Ga-Tb合金薄板，重點研究不同常化晶粒尺寸對Fe81Ga19合金冷軋織構以及初次再結晶過程中織構的影響。
　　Tb元素的添加，并未改變基體的相結構，仍舊為bcc無序α-Fe結構，且對其軟磁性能影響不大，不過可以明顯的提高合金的磁致伸縮性能，但是隨著Tb含量的增加，磁致伸縮性能并不是線性增加。Tb含量0.15at.％合金磁伸系數(shù)達到最大值251ppm，而未添加Tb

4、的合金磁致伸縮應變只有163ppm。添加Tb以后，合金的動態(tài)磁致伸縮系數(shù)都大于未添加之前，這可以提高器件的靈敏度，有利于實際應用。
　　Fe-Ga-Tb合金的冷軋織構主要由以{001}<110>為峰值的α織構(RD//<110>)、γ織構(ND∥<111>)和Goss織構組成;?；Я３叽鐬?73μm的冷軋板在再結晶剛完成階段形成的Goss取向的晶粒要比?；Я３叽鐬?5μm晶粒尺寸小，但是形核的數(shù)量要明顯占優(yōu)勢，因此退火形成的G

5、oss織構在初次再結晶過程以及隨后的初級長大過程中處于主導地位且保持穩(wěn)定。這一現(xiàn)象歸因于熱軋、冷軋壓下率和溫度產(chǎn)生適當?shù)募羟袔芏群蛷姸?，從而為Goss取向提供了大量的形核位置，在再結晶長大到50μm過程中能夠保持。
　　?；Я３叽鐬?73μm的冷軋板初次再結晶的Goss織構在晶粒初期長大過程中保持穩(wěn)定的現(xiàn)象為合理優(yōu)化Fe-Ga-Tb合金再結晶織構特征指明了一條可行途徑。通過對再結晶織構各組分形成機制的研究，探索出可獲得強Gos