fe-ga磁致伸缩合金的制备和物性测量

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1、Fe-Ga磁致伸缩合金的制备和物性测量梁雁斌2015年6月中图分类号：TB34UDC分类号：546.3Fe-Ga磁致伸缩合金的制备和物性测量作者姓名梁雁斌学院名称材料学院指导教师聂志华讲师答辩委员会主席李树奎教授申请学位工学硕士学科专业材料工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月TheFabricationandCharacterizationofFe-GaMagnetostrictiveAlloysCandidateName：YanbinLiangSchoolorDepartment:MaterialScienceandEngineeringFacultyMentor:L

2、ecturerZhihuaNieChair,ThesisCommittee：Prof.ShukuiLiDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：MaterialEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料

3、。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要Fe-Ga合金在较低磁场下可以达到磁饱和状态并产生较大磁致应变，具有良好的塑性和韧性。由于其优异的综合性能，在磁致伸缩领域这类合金受到越来越多的关注。本文以不同化学计量比的Fe100-xGax（14≤x≤31）合金为研究对象，采用同步辐射高能X射线衍射物相分析，金相观察，准静态力学性能测试和磁致晶格应变测量等技术，探究合金成分与相结构、显微组织、力学性能和磁致伸缩性能的关系，为Fe-Ga合金的性能优化提供数据支持。Fe-Ga合金的微观组织、相（晶体

4、）结构与化学计量比密切相关。喷铸态的Fe-Ga合金，随Ga原子含量的增加出现A2相向A2+D03相及D03相向D03相+B2相的转变序列。炉冷态的Fe-Ga合金，随Ga原子含量的增加出现A2相向A2+D03相，再到L12相的转变序列。淬火态的Fe-Ga合金，随Ga原子含量的增加出现A2相到A2+D03相的转变序列。研究了不同成分Fe-Ga合金温度相关的准静态力学性能，为应用于功能部件提供弹性和强度数据支持。喷铸态Fe-Ga合金在-80℃下仍具有良好的塑性。Ga原子含量16at%-20at%的喷铸态合金出现应变速率敏感的锯齿状屈服现象。经炉冷及淬火处理的Fe-Ga合金由于晶粒异常长大，相对

5、于喷铸态样品，力学性能下降。磁致伸缩性能与相结构密切相关。磁致伸缩系数随Ga在A2相中的含量达到饱和而出现第一个峰值。在Ga原子含量18at%-27at%的成分区间，随着A2相与D03相比例的不同，磁致伸缩系数呈现先减小后增加的趋势。当Ga原子含量为27at%时D03相接近饱和，出现磁致伸缩系数的第二个峰值。随着Ga原子含量的继续增加，D03相向B2相的转变导致磁致伸缩系数下降。关键词：Fe-Ga合金；磁致伸缩；同步辐射；A2相；D03相I北京理工大学硕士学位论文AbstractFe-Gaalloysshowalowsaturationmangenticfield,arelativela

6、rgemagnetostrictionandgoodmechanicalpropertiessuperiortoothermagnetostrictivematerials.Thecombinationoftheseuniquecharacteristicsmakesthealloyspromisingintheapplicationssuchassensorsandactuatiorandthealloyshaveattractedmoreandmoreattantion.Inthispaper,theunderlyingrelationbetweenGaconcentrationwi

7、thphases,crystalsstructure,magnetostrictionandmechanicalpropertiesofFe100-xGax(14≤x≤31,at.%)alloyshavebeeninvestigatedbyusingsynchrotronhigh-energyx-raydiffraction,metallographicobservation,quasi-staticmechanicaltestan