论文部分内容阅读
本文采用电弧熔炼后退火法制备了Tb1-xNdx(Fe0.8Co0.2)1.93合金、 TbxDy0.9-xNd0.1(Fe0.8Co0.2)1.93合金和Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.9Bx合金,并在磁场和非磁场下制备了1-3型和0-3型TbxDy0.9-xNd0.1(Fe0.8Co0.2)1.93和Pr(Fe0.4Co0.6)1.93合金的环氧树脂基复合材料。通用X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、交流初始磁化率和标准应变技术等手段对以上样品的结构、磁性能和磁致伸缩进行了研究。X射线衍射分析表明Tb1-xNdx(Fe0.8Co0.2)1.93合金在x≤0.60时基本为MgCu2型立方Laves相结构,说明部分Co的加入对稳定Nd的Laves相的形成起有益作用。合金的晶格常数随Nd含量的增加呈线性增大,较好的符合线性Vegard定律。当0≤x≤0.60时,合金的易磁化方向为<111>向,并伴有晶格菱方畸变,且具有大的自发磁致伸缩系数λ111。在0≤x≤0.50时,室温下合金的饱和磁化强度Ms随Nd含量的增加而减小;当x>0.60时,Ms随x增加而增加。当0≤x≤0.40时,合金的各向异性磁致伸缩λa(=λ∥-λ⊥)随x的增加而减小;0.40<x <1.0时,λa随x的增加而增大,并在此区间出现一个最大值,在x=0.60附近实现了磁晶各向异性补偿。室温下,TbxDy0.9-xNd0.1(Fe0.8Co0.2)1.93合金的易磁化方向(EMD)随着Tb含量的增加从<100>轴(x≤0.25)转向<111>轴(x≥0.30),这是受Tb3+和Dy3+离子各向异性相互补偿的影响。对其XRD、EMD和磁致伸缩的研究表明TbxDy0.9-xNd0.1(Fe0.8Co0.2)1.93合金是一个各向异性补偿体系,其各向异性补偿点在x=0.30附近。Laves相Tb0.4Dy0.5Nd0.1(Fe0.8Co0.2)1.93合金具有大的自发磁致伸缩值,系数λ111达到1600ppm。1-3型Tb0.4Dy0.5Nd0.1(Fe0.8Co0.2)1.93复合材料合金颗粒沿轴向呈<111>易轴方向排列,具有较好的磁致伸缩性能,在6kOe的磁场下其λ∥和λa(=λ∥-λ⊥)分别达到390和650ppm。该复合材料中仅含有20vol%的合金颗粒,若增加合金的量,其磁致伸缩势必要增大,这使得其为一种有前景的实用候选材料。Pr(Fe0.4Co0.6)1.93复合材料的EMD不沿<111>方向,导致其0-3型复合材料的磁致伸缩比1-3型的要大。其最合适的树脂与合金颗粒质量比为5:100。通过电弧熔炼后退火法制备了Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.9Bx合金,当0.05≤x≤0.15时,合金为单一立方Laves相。B原子在合金体系中既可以占据间隙位,又可占据替代位。XRD分析显示少量B的加入对立方Laves相的形成是有利的。部分B对Fe的替代可以提高合金的磁致伸缩性能。