| 题名 | 外磁场对Fe-Ga合金微观组织和磁致伸缩性能的影响 |
| 作者 | 秦凯 |
| 答辩日期 | 2013 |
| 导师 | 丁雨田 |
| 关键词 | Fe-Ga合金 深过冷快速定向凝固 显微组织 磁致伸缩 磁畴 择优取向 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 本文主要论述了深过冷快速定向凝固对Fe-Ga合金棒材的轴向微观组织、择优取向以及磁性能的影响,通过在快速定向凝固过程中施加垂直于棒材轴向的磁场,来改变深过冷定向凝固合金的微观组织、择优取向和磁性能,实现将合金的生长感生磁各向异性和磁场感生磁各向异性相结合的目标,结果表明：1.Fe-Ga合金经过深过冷快速定向激发后,沿棒材轴向具有<110>择优取向,从试样底部到顶端具有特定的凝固组织。在凝固开始阶段,由于动力学过冷度的作用,棒材底部形成大量的细小晶粒,随着固－液界面的推移,热力学过冷度开始起作用,沿棒材轴向形成柱状晶,随着热力学过冷度的增加,柱状晶的区域逐渐扩大,当过冷度增加到一定值后,再辉现象的出现减小了温度梯度,造成柱状晶的生长趋势减弱,而本身生长时又要放出结晶潜热,不利于其近旁的晶体生长,所以柱状晶慢慢演变为柱枝状晶;当固－液界面继续向前推进,过冷度继续减小,柱状晶区完全变为粗晶粒区;所以,沿棒材轴向的整个试样长度范围内,其微观组织依次呈现出细晶粒区→柱(枝)状晶区→粗晶粒区的演化规律。由于凝固过程中,合金的横向温度梯度发生改变,柱状晶的实际生长方向和理论生长方向会有一定程度的偏差,但随着固－液界面的推移,由于过冷度的遗传性,柱状晶的倾斜趋势得到抑制,而且具有二次臂间距细化,枝晶偏析程度下降的优点。2.Fe-Ga合金经过深过冷处理后,晶体内出现富Ga原子团簇以及畸变D03相,由于其特殊的晶体结构引起周围晶格畸变,产生局部应变压,并影响区域磁弹性能密度,从而有利于大磁致伸缩的产生;当过冷度达到300K时,再辉现象放出的高温使局部的富Ga原子团簇熔解,晶界在移动过程中所受的钉扎力减小,所以在合金内部会看到尺寸差别显著的晶粒,这种不规则的“再结晶”可以消除铸造过程中的组织缺陷,改善组织性能。3.随着Fe-Ga合金深过冷过程中Ga原子含量的增加,合金的饱和磁化强度下降,Fe原子的原子磁矩增加,合金的晶格常数变大。在过冷度为300K时,当合金中Ga原子含量从14%增加到17%时,合金的饱和磁致伸缩系数从71×10-6增加到86×10-6。4.在Fe-Ga合金快速定向凝固过程中施加垂直于棒材轴向的强度可变的磁场,不会改变合金定向激发形成的<110>轴向择优取向及深过冷形成的畸变D03相,但柱状晶区的晶粒形貌和畸变D03相的体积分数会随磁场强度的改变而改变。随着磁场强度和Ga含量的增加,分布于棒材横截面上富Ga的Fe-Ga化合物逐渐增多,a-Fe相形成时的方向性增加,而且在强峰外的不同峰强处有很弱的有序D03相和L12相峰。不受磁场作用或所受磁场强度较小时,Fe-Ga合金内部显示出强烈的磁晶各向同性,磁畴形态为迷宫畴,沿棒材径向的饱和磁化场和饱和磁化强度较大,沿棒材轴向的磁致伸缩系数较小,当施加的磁场强度较大时,合金内部显示出强烈的磁晶各向异性,磁畴变为片状畴,沿棒材径向的饱和磁化场和饱和磁化强度减少,沿棒材轴向的磁致伸缩系数得到大幅度增加,最大可至162.5×10-6石。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 82 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/89960]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 秦凯. 外磁场对Fe-Ga合金微观组织和磁致伸缩性能的影响[D]. 2013. |
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