高镨合金及其粘结复合材料的制备、结构和磁致伸缩性能的研究

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用电弧熔炼顶铸法和退火处理,制备了系列的Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.88-xC0.05Bx (0≤x≤0.08)合金。经XRD分析表明,当x<0.06时,所有合金为单一的立方Laves相结构;晶格常数a开始随着B含量的增加而增加,当x≥0.04后,晶格常数逐渐减小;磁性测量表明,Laves相合金的居里温度Tc先随着B含量的增加缓慢的增大,当x≥0.06后,居里温度急剧下降;Laves相合金的磁化强度因非磁性B原子的引入而减小;当0≤x≤0.03时,磁晶各向异性常数K1随B含量的增加而减小,继续增加B含量, K1有少量回升;合金的磁致伸缩系数λa = (λ/ /-λ⊥)随着B含量的增加先增大后减小,在x=0.01时达到最大值(λa=697ppm);合金的自发磁致伸缩系数λ111随着B含量的增加而降低。研究结果表明,Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.87C0.05B0.01合金具有低场高磁致伸缩特性,具有良好的实际应用前景。通过手工研磨制备了不同粒度的Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.87C0.05B0.01合金粉末,采用了不同的粘结工艺制备粘结样品。结果表明,当粘结剂为5%(质量分数)、模压压力为100MPa时,磁粉粒度为100~150μm的长方体形粘结样品具有最好的磁致伸缩性能;当磁粉粒度为100~150μm,模压压力为150MP,粘结剂为7%时,外磁场为13KOe时长方体形粘结样品的磁致伸缩最大(λa=650ppm);粘结样品的密度随着粘结剂含量的增大而减小,随模压压力的增大而增加;磁粉经10KOe磁化处理的粘结样品的磁致伸缩λa随模压压力的增大而减小,磁粉经磁化处理的样品具有比未处理的粘结样品更好的低场磁致伸缩。通过磁场固化的方法制备了粘结磁体,X射线衍射表明,磁场固化后,Tb0.2Pr0.8 (Fe0.4Co 0.6)1.87C0.05B0.01合金的粘结样品易磁化方向〈111〉沿磁场方向取向;扫描电镜观察发现,在磁场为10KOe时,合金粉末颗粒经过磁场固化后呈链状结构。当粘结剂含量为50%,固化磁场≤7.5KOe时,〈111〉取向随固化磁场的增大而逐渐增强,之后随固化磁场的增加基本不变;在7.5KOe磁场固化下,取向随着粘结剂含量的增加而增强,当粘结剂含量≥50%后,〈111〉取向变化不大。在5KOe磁场中固化2小时的粘结样品垂直于磁场方向测量的磁致伸缩系数λa随粘结剂含量的增加逐渐减小;粘结剂含量为20%的粘结样品的磁致伸缩先随固化磁场的增大迅速增大,当固化磁场≥7.5KOe后,磁致伸缩缓慢增大;固化磁场为10KOe,20%粘结剂含量的粘结样品在13KOe的磁场下磁致伸缩系数为412ppm,密度为4.39g/cm3,通过延长固化时间至5小时,有利于磁粉在磁场中的取向和磁致伸缩性能的提高;其结果表明:经磁场固化的粘结样品密度低、磁致伸缩性能较好。
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