论文部分内容阅读
磁致伸缩智能材料作为新型功能性材料的一种,由于其具有独特的电能和机械能的互相转换性能,已经广泛应用于声呐、超声换能器、传感器等工程技术领域。目前工程实践中较为常用的主要是以Tb-Dy-Fe为代表的超磁致伸缩材料和以Fe-Ga合金为代表的传统磁致伸缩材料。近年来,Co-Fe合金薄膜的研究已经获得了较大进展,其有效磁致伸缩系数可以在大约10mT的饱和磁场下达到260p.p.m,但是其薄膜状态限制了其在某些领域的工程实践应用。 本文以块体Co-Fe合金为研究对象,采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法,以实现不同成分块体Co-Fe合金的深过冷快速凝固。并在此基础上分析了不同过冷度对Co-Fe合金凝固组织、相结构和磁致伸缩性能的影响。本文主要结论如下: 1.采用B2O3玻璃作为净化剂,通过循环过热使Co0.66Fe0.34、Co0.72Fe0.28、Co0.78Fe0.22的合金分别获得了315K、334K、331K的最大过冷度。 2.不同成分的Co-Fe合金随着过冷度的变化均出现了粗大的树枝晶、第一类粒状晶、细小树枝晶和第二类粒状晶的变化规律。随着过冷度继续增大,Co0.72Fe0.28、Co0.78Fe0.22合金的显微组织转变为粗大的等轴晶。 3.在所有过冷度范围内,Co0.66Fe0.34和Co0.72Fe0.28合金的相组成均为单相的α-Fe(BCC)相,Co0.78Fe0.22合金的相组成为α-Fe(BCC)+β-Co(FCC)的两相结构,但是两相的相对含量随着过冷度的变化而变化。 4.不同成分的Co-Fe合金均具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力,表现出良好的软磁性能。Co0.78Fe0.22合金的磁致伸缩测量表明,其磁致伸缩与过冷度有关,这是由合金的相组成和晶体学取向决定的。当合金的相组成为以BCC相为主的(BCC+FCC)的两相组织,且具有一定晶体学取向时,合金的磁致伸缩较大。 5. Co0.78Fe0.22合金具有良好的塑性成型能力,有利于进行塑性加工。