真空磁场热处理对Fe-Ga-Al合金磁致伸缩的影响

采用电弧炉熔炼方法得到Fe82Ga18-xAlx(x=3,9,12)合金的多晶样品。利用X射线衍射(XRD)和金相观察对合金的相组成进行分析,并对其磁致伸缩系数进行测量。经过真空磁场热处理后,对Fe-Ga-Al合金的结构和磁致伸缩性能进行研究。结果表明,真空磁场热处理后Fe-Ga-Al合金磁致伸缩系数均有提高,其中Fe82Ga9Al9合金经磁场热处理后,磁致伸缩达到114×10-6;Fe82Ga15Al3合金经磁场热处理后,其磁致伸缩增幅最大,比处理前增加165%。     

非晶Tb/Fe/Dy和Fe/Tb/Fe/Dy纳米多层膜磁性能及超磁致伸缩性能(英文)

研究非晶Tb/Fe/Dy(样品A)和Fe/Tb/Fe/Dy(样品B)纳米多层膜超磁致伸缩性能和磁性能.磁滞回线表明样品A的垂直磁各向异性而样品B有面向磁各向异性,样品B比样品A更好的磁性能.样品B有很好的低场超磁致伸缩性能,在外磁场为0.12T情况下样品B的超磁致伸缩性能是样品A的五倍,即从16ppm变为82ppm.     

新型稀土磁致伸缩材料Tb0.27Dy0.73Fe1.95的各向异性参数研究

全面测量了《110》轴向取向的Tb0.27Dy0.73Fe1.95(商品名为TDT-110)超磁致伸缩材料的各向异性常数.利用超声波穿透法测量在零磁场下的各向异性弹性常数Cij,用振动样品磁强计测量了该材料的各向异性磁导率μ11和μ33,用磁致伸缩测量仪测量了该材料的各向异性微分磁致伸缩应变常数d.     

稀土超磁致伸缩材料的磁场热处理研究

超磁致伸缩材料是一种先进的能量转换材料,在高新技术和国防军工领域具有重要的应用价值。在概述TbDyFe超磁致伸缩材料的特点及发展现状基础上,重点介绍了<110>取向材料的磁场热处理研究。在实验方面,采用区熔定向凝固技术制备了<110>取向TbDyFe多晶材料,在略高于居里点温度退火时施加磁场,不改变晶体学择优取向和凝固组织,但能调控初始磁畴分布状态,改变服役时的磁矩运动过程,从而改善材料磁致伸缩和力学性能。在模拟研究方面,建立了基于能量最低原理的磁畴旋转模型,模拟了磁热感生各向异性诱导的初始磁矩再取向过程,得到了形成单轴各向异性的临界值;模拟了感生各向异性强弱对磁致伸缩"Jump"效应的影响规律,探讨了磁场热处理对<110>取向晶体磁致伸缩的作用机理。     

添加元素Al对Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金组织结构及性能的影响

研究了Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金中添加少量Al替代Fe时,对合金晶体结构、显微组织、磁致伸缩系数影响.结果发现,添加Al没有改变合金的晶体结构,随着Al添加量的增加,晶体显微组织中的析出物增加;在一定的磁场强度下,磁致伸缩系数随Al添加量而变化,当磁场强度低于40kA/m时,磁致伸缩系数随Al添加量的变化曲线出现一峰值,当磁场强度高于40kA/m时,磁致伸缩系数随Al添加量的增加而降低.     

熔体快淬La1-xCex(Fe0.92Co0.08)11.4Si1.6合金的结构和大磁熵变

用熔体快淬法制备La_1-xCex(Fe_0.92Co_0.08)_11.4Si_1.6（x=0,0.1,0.3,0.5）合金,通过X射线衍射和磁性能测量研究了退火态（1000℃、3 h）La_1-xCe_x(Fe_0.92Co_0.08)_11.4Si_1.6的相组成和磁熵变。结果表明,以Ce部分替代La使La_1-xCe_x(Fe_0.92Co_0.08)11.4Si1.6合金更易形成NaZn13型立方结构相、α-Fe相的含量显著减少,居里温度有一定程度地降低,磁熵变有较大幅度的增加。但是,当Ce替代量增加到0.5时出现杂相,磁熵变反而降低。La_1-xCe_x(Fe_0.92Co_0.08)₁1.4Si_1.6（x=0.3）合金在室温附近的最大等温磁熵变比纯Gd的还大,有望成为低成本、高性能的室温磁致冷材料。     

热处理温度对TbFe2/Fe交换耦合磁致伸缩多层膜的影响

采用直流磁控溅射在20mm×5mm×240μm抛光单晶硅片上制备了TbFe2/Fe磁致伸缩多层膜,主要研究了热处理温度对TbFe2/Fe磁致伸缩多层膜磁致伸缩系数的影响.采用量热分析法(DSC)、XPS以及光杠杆测试法对TbFe2/Fe磁致伸缩多层膜的晶化曲线、成分随深度的变化以及磁致伸缩系数进行了分析与测试.结果表明TbFe2薄膜的起始晶化温度为327℃,晶化温度为372℃;TbFe2/Fe磁致伸缩多层膜的最佳热处理温度为327℃,在此热处理温度下热处理60min,外加磁场1.6×104A/m时,TbFe2/Fe磁致伸缩多层膜磁致伸缩系数可达1.56×10-4.采用XPS分析了一个周期的TbFe2/Fe成分随薄膜深度的变化,未经热处理的薄膜Fe层和TbFe2层之间界面清晰,两层之间有少量的扩散.经327℃热处理60min的薄膜Fe层和TbFe2层界面发生了互扩散,原子数之比也发生了改变.     

21世纪战略性功能材料：—超磁致伸缩合金

一、超磁致伸缩合金材料的发展及 产业现状 磁致伸缩指材料尺寸伸长（或缩短）随外加磁场成比例变化。磁致伸缩的大小以相对伸缩l=DL/L来表示,l被称为磁致伸缩系数。超磁致伸缩合金（TbxDy1-xFe2-y）是近期迅速发展起来的高技术新型功能材料,其磁致伸缩系数l最高可达到2400ppm。而传统的磁致伸缩材料的l均很小,在几～几十ppm;随后发现的电致伸缩材料其l也只在100～600ppm。 1971年美国海军表面武器实验室A.E.Clark博士等人开始寻找在室温下仍具有大磁致伸缩的材料,发现TbFe2、DyFe2、SmFe2等具有高于室温的居里     

日本NIMS发现超磁致伸缩效应的机理

日本物质材料研究机构（NIMS）传感材料研究中心的任晓兵研究小组称,他们已搞清楚了“超磁致伸缩效应”的机理。所谓超磁致伸缩效应,即对某种强磁性材料施加磁场后,其尺寸会发生变化,而施加外力后会产生磁场。这一研究成果可促进低成本超磁致伸缩材料的开发。     

室温磁工质与磁制冷机的研究和开发

室温磁制冷作为一种高能效、环境友好和运行可靠的制冷技术,具有广阔的应用前景。室温磁制冷技术利用磁工质的磁热效应以及AMR循环实现制冷。在过去数十年的探索中,室温磁制冷的研究主要集中于磁工质的研发和磁制冷机的设计。本文综述了目前已开发的几种典型的室温磁工质以及研制的磁制冷样机。目前研究较丰富的室温磁工质主要包括稀土金属Gd及其合金、NaZn₁₃型La(Fe, Si)₁₃系合金以及Fe₂P型MnFePAs系合金,本文对它们的磁热性能进行对比并分析存在的实际应用问题。基于运行方式的不同,目前研制的磁制冷样机主要分为往复式和旋转式,介绍了不同研究机构研发的磁制冷样机的实验参数与制冷性能。回顾了室温磁制冷技术在不同领域已取得的实际应用,并对该技术未来的发展趋势进行展望。     

Elevated temperature creep behavior of three rapidly solidified Al-Fe-Si materials containing Cr, Mn, or Mo

Research on the high temperature creep behavior of three rapidly solidified Al-Fe-X-Si (where X = Cr, Mn or Mo) dispersion strengthened materials with three different alloying compositions has been conducted. Firstly, microstructural examinations have been carried out on the as-received, thermally treated and tested samples. The microstructure consists of a fine Al matrix embedding small round-shaped Al₁₂(Fe,X)₃Si and Al₁₃(Fe,X)₄ dispersoids. Grain sizes ranging from 0.85 to 1.45 μm and dispersoid sizes ranging from 45 to 54 nm were observed. Secondly, tensile tests were performed at high temperature from 573 to 823 K at strain rates ranging from 2.5×10⁻⁶ to 10⁻²s⁻¹. The experimental data exhibited high apparent stress exponent, n_ap, and high activation energy, Q_ap. The rnicrostructure remained stable and fine after testing. The results are analyzed by means of various models used in the literature.     

Production and Characterization of (Al, Fe)-C (Graphite or Fullerene) Composites Prepared by Mechanical Alloying

(Al, Fe)-C_graphite and (Al, Fe)-C_fullerene composites have been prepared by mechanical alloying using ball milling of powders. Consolidation has been achieved by a spark plasma sintering technique (SPS). Results of XRD and TEM indicate that pure fullerene withstands milling. SEM results show homogeneous powders after milling but with different morphologies depending on the specific system. Milling produces a fine mixture of Al or Fe and graphite or fullerene. SPS produces a dense material with a nanocrystalline structure. The sintered samples have a metallic matrix (Al or Fe) with a fine dispersion of AI₄C₃ in the case of Al-C_{( graphiteorfullerene)}, Fe₃,C in the case of Fe-C_(graphite), and fullerene in the case of Fe-C _(fullerene), Hardness measurements show that higher values are obtained in the Al-C_(fullerene), and Fe-C_{(graphite )} specimens.     

Site-selective spectroscopy of Eu-doped orthorhombic lanthanum and monoclinic yttrium polyphosphates

In order to study the influence in the change of the coordination environment of the cationic sites on the luminescent properties of rare-earth ions doping polyphosphates Ln(PO₃)₃ (Ln = La, Y) with two different structures, the time-resolved luminescence of the Eu³⁺ ion, used as structural probe, is reported. La(PO₃)₃ has an orthorhombic structure in which only one position with eight coordination is available for the cation, while Y(PO₃)₃ adopts the Yb(PO₃)₃ structure in which four slightly different octahedral sites are available for the trivalent rare-earth ion. Site-selective excitation of the ⁵D₀ level was performed and luminescence decay times of each Eu³⁺ site were measured at 77 K. The spectroscopic results are discussed and correlated with the structural data.     

Magneto-impedance element

The magneto-impedance (MI) effect is a phenomenon in which the voltage induced by a high frequency current source in a ferromagnetic wire changes with the application of an external field. A giant MI effect was found in amorphous magnetic wires having a composition of (Fe _0.06Co_0.94)_72.5Si_12.5B ₁₅ and a magnetostriction of (-10^-7). The amplitude of the wire voltage decreased by 40% at 1 MHz, 60% (600 kHz) and 50% (150 kHz), for wires having diameters 30 μm, 50 μm and 124 μm, respectively, under the influence of an external longitudinal field of about 10 Oe (800 A/m). A highly sensitive and quick-response field sensor was constructed using a 200 MHz resonant multivibrator bridge-circuit combining two MI-effect elements of 1 mm length with two field effect transistors (FET). Highly sensitive flux detection was carried out by using the small MI sensor head on a rotary encoder magnet having 512 poles and a diameter of 30 mm. Discussion of a mechanism for the MI effect considers the skin effect in an amorphous wire with high circumferential anisotropy     

高质量水系钠离子电池正极Fe4[Fe(CN)6]3的合成及其电化学性能

采用水热法合成高质量的Fe₄[Fe(CN)₆]₃(HQ-FeHCF)纳米材料, 并对材料进行X射线衍射(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), 透射电子显微镜(TEM)和热重分析测试(TGA)等表征。结果表明：Fe₄[Fe(CN)₆]₃呈规则立方体, 颗粒大小约500 nm, 属面心立方结构。Fe₄[Fe(CN)₆]₃在NaClO₄-H₂O-聚乙二醇电解液中1C、2C、5C、10C、20C、30C和40C的容量分别为124、118、105、94、83、74和64 mAh·g ^-1, 表现出优异的倍率性能; 以5C倍率循环500次, 容量保持率接近100%, 表现出极佳的循环稳定性。以Fe₄[Fe(CN)₆]₃和磷酸钛钠分别为正负极的全电池工作电压高达1.9 V, 能量密度可达126 Wh·kg ^-1; 以5C倍率恒流充放电测试140次后全电池容量保持率为92%, 且库伦效率始终接近100%。     

腐蚀Al箔集流体对球状LiFePO4/C复合材料电性能的影响

以Fe （NO₃）₃9H₂O、H₃PO₄、HNO₃为原料,采用液相结晶法制备类球状FePO₄前驱体,后续运用高温固相还原法制备球状LiFePO₄/C复合材料。对腐蚀后的Al箔进行SEM、金相显微镜和测厚规表征分析。以腐蚀后的Al箔作为Li离子电池正极材料LiFePO₄/C复合材料的集流体时进行电性能测试,结果表明：腐蚀Al箔表面形成密集有序的三维微方孔,内部也形成了密集的隧道孔且Al箔厚度减少了14.29%。以腐蚀后Al箔作为集流体时,LiFePO₄/C复合材料的电性能得到改善,在0.1 C下首次放电容量为153 mAh·g^-1,电极反应电阻为51.12 Ω,且具有良好的倍率性能和循环稳定性能。     

Al(H2PO2)3/聚氨酯弹性体复合材料的制备及阻燃性能

采用熔融共混技术,将Al（H₂PO₂）₃引入聚氨酯热塑性弹性体,制备了一系列次磷酸铝/聚氨酯弹性体复合材料（Al（H₂PO₂）₃/TPU）。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）、锥形量热测试、TG和SEM研究了Al（H₂PO₂）₃对Al（H₂PO₂）₃/TPU复合材料阻燃性能及热稳定性的影响,采用力学测试研究Al（H₂PO₂）₃对其力学性能的影响。阻燃测试表明,Al（H₂PO₂）₃可以有效提高Al（H₂PO₂）₃/TPU复合材料的阻燃性能。当Al（H₂PO₂）₃添加量为20wt%时,Al（H₂PO₂）₃/TPU复合材料UL-94级别达到V-0级,LOI达到30.5vol%。热重测试表明,Al（H₂PO₂）₃的加入会导致复合材料热分解温度降低,但其残炭率有明显升高。锥形量热测试表明,Al（H₂PO₂）₃的加入有效降低复合材料热释放速率峰值（pHRR）和总热释放（THR）,并明显提高其火灾安全性能,其中20wt% Al（H₂PO₂）₃/TPU的pHRR和THR相对纯TPU分别下降65.7%和20.2%。SEM表明,Al（H₂PO₂）₃/TPU复合材料炭渣致密性有明显提高。在此基础上,采用TGA-FTIR联用分析Al（H₂PO₂）₃/TPU复合材料阻燃机制,研究发现,Al（H₂PO₂）₃在燃烧过程中可以有效促进TPU裂解产物成炭,降低可燃性气体生成量,从而提高复合材料阻燃性能。     

N与La共掺杂纳米TiO_2/电气石复合材料的制备及其光催化性能

采用超声辅助溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为原料,尿素为N源,硝酸镧为La源,制备了N与La共掺杂纳米TiO_2/电气石复合材料。采用XRD、UV-Vis、SEM-EDS和XPS对复合材料的结构和性能进行了表征。以2,4,6-三硝基甲苯作为目标污染物,考察了N与La共掺杂纳米TiO_2/电气石复合材料的光催化活性及再生利用性能。结果表明:N与La共掺杂并负载电气石后,两者协同作用使TiO_2晶粒更加细化,光吸收范围向可见光区拓展,N与La共掺杂纳米TiO_2/电气石复合材料具有良好的光催化活性和再生利用性能,且在模拟可见光照射条件下对2,4,6-三硝基甲苯具有良好的去除效果。     

M位与A位双固溶MAX相的磁学性能研究

三元层状化合物MAX相兼具金属与陶瓷优良的力学性质, 通常被认为是一类高安全结构材料。有研究显示, 通过熔盐法可以将副族元素插入到MAX相A位层间, 获得具有铁磁性能的V₂(Sn, A)C (A =Fe、Co、Ni和Mn)材料。因而, 如何构建新的MAX相结构并对实现其磁性调控备受关注。本研究通过MAX相M位和A位双固溶的方式设计了四种新型MAX相(V, Nb)₂(Sn, A)C (A =Fe、Co、Ni和Mn)。XRD、SEM、EDS结合TEM分析证实了上述新相的合成。超导量子磁强计(Superconducting quantum interference device magnetometer, SQUID)测试磁学性能发现, M位固溶后的MAX相的居里温度与其四方率(c/a)、元素组成有关。(V, Nb)₂(Sn, Fe)C、(V, Nb)₂(Sn, Ni)C、(V, Nb)₂(Sn, Mn)C相较于M位固溶Nb元素之前的V₂(Sn, A)C相, 其矫顽力H_c和剩余磁化强度M_r减小, 饱和磁化强度M_s增大。而V₂(Sn, Co)C在M位固溶Nb元素之后磁性变化均与前述MAX相相反。通过以上结果, 揭示了M/A位双固溶对MAX相磁性的影响规律, 为调控MAX相磁性提供了新的思路。     

Structural and Magnetic Properties of Sm$_3$(Fe$_1-rm x$Co$_rm x$)$_27.7$Ti$_1.3$

The structure and magnetic properties of Sm₃(Fe_1-x Co_x)_27.7Ti_1.3 compounds, with x ranging from 0 to 0.4, have been investigated by means of X-ray powder diffraction and magnetic measurements. The main phase formed was that of Nd₃(Fe, Ti)₂₉-type structure (3:29) with a relatively small amount of the ThMn₁₂-type structure (1:12) as a secondary phase (7-13 wt.%). The lattice parameters and the unit-cell volume decrease with increasing Co content x. It is found that substitution of Co for Fe leads to a significant increase in the Curie temperature from 488 K for x=0 to 941 K for x=0.4. Saturation magnetization gradually increases with increasing Co. All compounds show easy cone-type anisotropy