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稀土超磁致伸缩材料的制备工艺与性能研究

孟祥熙  
【摘要】: 本论文针对不同成分的稀土超磁致伸缩材料,分别通过电弧炉熔炼和甩带快淬方法制备了块体和薄带样品,使用X射线衍射仪(XRD),振动样品磁强计(VSM),多功能磁性测量,金相显微镜以及扫描电镜等仪器进行测试分析,研究了材料晶体学、磁学性质和磁致伸缩性能。 研究发现,对于甩带快淬方法制备的Tb0.27Dy0.73Fex薄带,当转速在45ms-1的情况下,Fe含量x≤2.0甩带样品均表现为完美的Laves相;可见甩带快淬方法可以提高Fe在Tb0.27Dy0.73Fex合金中的含量,有利于Laves相的形成;同时在磁性测量中发现甩带样品表现出明显的形状各向异性;对于Tb0.27Dy0.73Fe1.9合金薄带的研究发现,高转速制备的薄带样品的晶粒比低转速情况下得到的晶粒要细小且均匀;X射线衍射分析表明,Tb0.27Dy0.73Fe1.95薄带样品的(440)峰没有出现明显劈裂。 在化合物PrxTb0.3Dy0.7-xFe2中,随着Pr替代量的增加,合金第二相含量逐渐增多,磁学性能也逐渐下降;磁致伸缩在x=0.15处出现一个最大值,而对于x=0.1处,磁致伸缩在低场下就达到饱和,该材料具有极好的应用前景。研究PrxTb1-xFe1.9合金发现,在x0.2时,随着Pr替代量的增加,第二相的含量也逐渐增加,起初以1:3相化合物为主,然后富稀土相随继增多;在x≤0.2范围内,随着Pr替代Tb量的增加,晶格常数的变化符合Vegard定律,此时Pr替代Tb就是结构位置的替换,并没有在结构上发生实质性的改变;能谱分析表明,采用电弧熔炼常压下合成PrxTb1-xFe2合金时,Pr的含量不能超过0.23;Pr替代Tb并没有影响材料内禀磁致伸缩。通过加入小原子B,采用甩带快淬方法并进行适当热处理,可以得到成相较好的高Pr含量的Pr0.3Tb0.7Fe1.9Bx薄带样品。


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