TbDyFe合金的晶体取向生长与组织控制研究

【摘要】： 采用定向凝固工艺和单独控制凝固参数的办法，对TbDyFe合金(主要为Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.8)和Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.95))的凝固特性、凝固条件和组织形态对晶体择优取向生长方向的影响和规律进行了研究。晶体取向分析试验结果表明，Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.8)合金当温度梯度大于800K／cm，晶体生长速率小于43μm／s时，能得到基本上为110择优取向生长的Terfenol-D晶体，而且随着晶体生长速率的降低和温度梯度的提高，110取向晶体的取向度提高；Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.95)合金定向凝固时，温度梯度和晶体生长速率分别保持在800K／cm～900K／cm和150μm／s～200μm／s时可得到110取向的Terfenol-D晶体；温度梯度和晶体生长速率分别控制在500K／cm～700K／cm和180μm／s～220μm／s时可得到112取向晶体。晶体生长组织演变观察表明，Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_x合金的固液界面特性随凝固条件和晶体生长速率的变化而变化。温度梯度G_L=500K／cm的凝固条件下，当生长速率在111μm／s时，Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.8)合金固液界面呈粗糙界面结构特征，属非小平面生长，RFe_2相已没有层片状的结构特征；生长速率降到50μm／s时，固液界面结构已发生了变化，晶体以非小平面方式和小平面方式共同生长；当晶体生长速率下降到24.4μm／s和10μm／s时，Terfenol-D晶体已完全以小平面方式生长，RFe_2相呈规则的层片状结构。凝固条件对Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.8)合金固液界面结构的影响。当晶体生长速率为50μm／s、温度梯度分别为500K／cm和700K／cm和晶体生长速率为80μm／s、温度梯度为900K／cm时，只有部分RFe_2相呈现出片状组织结构特征，处于非小平面生长和小平面生长的混合状态；当晶体生长速率为50μm／s、温度梯度为800K／cm和900K／cm时，RFe_2相完全为层片状结构，Terfenol-D晶体完全以小平面方式生长；当晶体生长速率为102μm／s、温度梯度为900K／cm时，属非小平面方式生长。Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.95)合金棒材在温度梯度分别为900K／cm、700K／cm、500K／cm凝固条件下，晶体生长速率从12μm／s到333.3μm／s变化时，Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.95)合金凝固时的RFe_2相都是层片状结构，属光滑界面的界面结构特征，晶体以小平面方式生长。 TbDyFe合金晶体取向与组织控制试验结果表明，当固液界面按胞状晶方式推进时，容易得到110取向生长的Terfenol-D晶体，当固液界面按发达树枝状晶方式推进时容易得到112取向的晶体，晶体以多种取向混合生长时往往是胞枝混合或不稳定的固液界面。

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7	孙海滨;氧化铝基共晶陶瓷定向凝固过程的研究[D];山东理工大学;2010年
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5	刘建华;攻城不怕坚只要肯登攀[N];中国航空报;2006年
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8	记者姜小毛　通讯员廖淑艳;赛维LDK荣获中国专利奖优秀奖[N];中国化工报;2010年
9	本报记者李晓辉;保利协鑫与太极能源签1GW硅片合约[N];中国证券报;2011年

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