【摘 要】
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Fe-Ga-Al合金是比Fe-Ga合金力学性能以及机加工性能更加优良的磁致伸缩材料,在实际生活中的应用场景更加广泛。本文主要研究了Al元素添加对铸态Fe81Ga19合金磁致伸缩性能的影响,确定了Al元素在Fe81Ga19合金中的最佳成分点,并在此基础上进一步探究了稀土元素Ce和Tb的掺杂对铸态Fe-Ga-Al合金微观结构以及磁致伸缩性能的影响。在测量Fe81Ga19-xAlx（x=0～18 at%
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Fe-Ga-Al合金是比Fe-Ga合金力学性能以及机加工性能更加优良的磁致伸缩材料,在实际生活中的应用场景更加广泛。本文主要研究了Al元素添加对铸态Fe81Ga19合金磁致伸缩性能的影响,确定了Al元素在Fe81Ga19合金中的最佳成分点,并在此基础上进一步探究了稀土元素Ce和Tb的掺杂对铸态Fe-Ga-Al合金微观结构以及磁致伸缩性能的影响。在测量Fe81Ga19-xAlx（x=0～18 at%,Δx=2.0 at%）合金的磁致伸缩系数基础上研究了Fe81Ga19-xAlx（x=0、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 at%）合金。实验结果表明合金以A2相为主,Al的添加提高了合金的饱和磁致伸缩系数,x=3.5at%时合金的λs达到202 ppm;Fe81Ga19-xAlx显微组织为柱状晶,<100>取向增强。铸态(Fe81Ga15.5Al3.5)100-yCey（y=0.0～1.0 at%,Δy=0.2 at%）合金的饱和磁致伸缩系数随着Ce掺杂量的增加呈现逐渐降低的趋势;(Fe81Ga15.5Al3.5)100-yCey的相组成仍以A2相为主,随Ce掺杂量的增加出现了CeGa2相;(Fe81Ga15.5Al3.5)100-yCey的显微组织为细小的枝晶,XRD衍射峰I200/I110分析显示,显微组织具有明显的择优取向,扫描电镜能谱分析及晶格常数、矫顽力、饱和磁化强度和剩余磁化强度随Ce掺杂量的变化趋势表明,Ce元素除了在晶界析出外,还存在于A2相的晶格中。铸态(Fe81Ga15.5Al3.5)100-zTbz（z=0.0～00.30 at%,Δz=0.05 at%）合金的饱和磁致伸缩系数随着Tb掺杂量的增加呈现出逐渐降低的趋势;(Fe81Ga15.5Al3.5)100-zTbz合金的相组成以A2相为主,能谱结果显示随着Tb掺杂量的增加出现了Tb6（Fe,Ga）23相和Tb2（Fe,Ga）17相;(Fe81Ga15.5Al3.5)100-zTbz的显微组织同样为细小的枝晶,并且具有明显的择优取向。晶格常数、矫顽力、饱和磁化强度和剩余磁化强度随Tb掺杂量的变化趋势表明,Tb元素除了在晶界析出外,还存在于A2相的晶格中。
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