Fe-Co合金磁滞性能温度特性研究

2J4合金为Fe-Co磁滞合金,具有较好的磁滞性能,在航空航天上广泛应用磁滞电机和导航陀螺仪以及直流电动机及继电器等部件。研究了2J4合金磁滞性能温度特性,对合金进行回火处理和冷处理。结果表明,试样回火处理后,内部位错降低,磁畴取向度加强,数目增多,合金内有大量富V、Ni析出相,在磁化时,对磁壁钉扎作用增强,导致材料的剩磁、矫顽力、磁滞损耗增加;冷处理后材料体积收缩、致密度增加、内应力增加,导致合金饱和磁感应强度、剩磁、矫顽力、磁滞损耗增加,可为制造高性能磁滞电机选用磁滞合金材料提供参考。     

哈斯勒合金Ni_(44)Ag_6Mn_(38)Sn_(12)的马氏体相变及其磁性

使用熔体快淬法制备了Ni_(44)Ag_6Mn_(38)Sn_(12)合金样品,并通过X射线衍射仪和PPMS磁性测量,分析了合金样品的晶体结构和磁热效应。研究结果表明,在室温条件下合金样品的晶体结构为L21立方奥氏体型;通过热磁曲线可知,在220K附近合金样品出现马氏体相变;同时在室温附近存在居里温度为311K的顺磁态-铁磁态的二级磁相变。此外,由等温磁化曲线可知在马氏体相变附近磁化强度变化剧烈,根据Maxwell方程,合金样品在5T的外加磁场下,227K时最大磁熵变达到较高的11.38J/kg·K,相对制冷量同时达到113.8J/kg。     

相分离Gd_5Ge_4合金的低温磁化行为及温度依赖性研究

系统研究了Gd_5Ge_4合金的晶体结构和低温磁化行为.结果表明,Gd_5Ge_4具有相分离特征,低温下出现反铁磁(AFM)和铁磁(FM)共存现象.由于相分离的存在导致127K时发生奈尔反铁磁转变.在外磁场诱导下,在4.2K以下发生AFM-FM磁转变,并导致台阶式磁化现象发生,但仅发生在第一次外加磁场增加过程中,表现出磁不可逆性.随磁场升高,在10K以下体系存在类台阶式响应和不可逆的磁滞行为,并在5572kA/m下均达到饱和磁化.在温度50～60K温区,磁循环所出现的台阶式磁化转变则是完全可逆的,更高温区域则表现为部分铁磁直至室温下的顺磁特性.     

Fe25 Co25 Ni25 Cr5 P10 B10高熵块体非晶态合金磁热效应的研究

利用Fluxing提纯处理和J-Quenching技术相结合的方法成功制备了最大尺寸为1.2 mm的Fe_(25)Co_(25)-Ni_(25)Cr_5P_(10)B_(10)高熵块体非晶态合金,并对它的磁热性能进行的表征和研究,以探讨高熵效应对非晶态合金磁热性能的影响。目前的高熵块体非晶态合金的居里温度为572 K。在外加磁场为1.5和5 T时,它的最大等温磁熵变和制冷能力的值分别为0.66 J/(kg·K),42.9 J/kg和1.88 J/kg,136.1 J/(kg·K)。与其它非晶态合金磁热性能的对比显示,高熵效应对非晶态合金磁熵变似乎并没有明显影响,但高熵非晶态合金磁熵变随温度变化曲线显示了较大的半高宽温度区间。     

吸放氢处理对La_(0.6)Pr_(0.4)Fe_(11.4)Si_(1.6)B_(0.2)合金磁热效应的影响

使用工业纯度原材料制备出La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2合金,用XRD和VSM分析了合金的析出相、居里温度和磁热性能,研究了吸氢放氢处理对合金磁热性能的影响。结果表明:退火合金经0.13和0.2 MPa吸氢处理后居里温度分别达到320和321 K,吸氢压力高的样品放氢困难;经0.13 MPa吸氢样品在473 K放氢后居里温度降低到室温范围。放氢导致氢化物最大磁熵变降低和相对制冷能力RCP的提高。     

横磁处理对1K107纳米晶铁芯磁性能的影响及高频损耗分析

对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶铁芯分别进行普通热处理与横磁处理,并检测铁芯经两种热处理后的各项磁性能。获得了各频率下损耗与幅值磁密的关系。结果表明,横磁处理降低损耗效果较明显,该方法在高频电力电子变压器铁芯领域具有潜在应用前景。损耗分离结果表明,横磁处理后,磁滞损耗、涡流损耗、剩余损耗在总损耗中所占比例分别为不变、升高、降低。横磁处理后,磁畴结构改变,以磁矩旋转磁化为主要磁化方式,降低畴壁共振造成的异常损耗是除降低磁滞损耗外,降低总损耗的另一原因。     

基于磁化机理的超磁致伸缩执行器磁滞模型

通过分析超磁致伸缩材料磁畴在外加磁场作用下的运动规律,建立了超磁致伸缩执行器基于磁化机理的磁滞模型。该模型结合执行器的工作条件,充分考虑了材料的非线性和滞回特性。模型包括磁致伸缩和磁化两个子模型,磁致伸缩模型描述了材料应变λ跟磁化强度M之间的关系;磁化模型描述了有效磁场Heff、无磁滞磁化Man、可逆磁化Mrev、不可逆磁化Mirr、总磁化强度M之间的关系。通过对实验测试结果进行分析,验证了模型能准确描述输入电流I与输出应变λ之间的关系。     

TbDyFe合金的组织和磁致伸缩性能

定向凝固ＴｂＤｙＦｅ合金具有（１１２）择优取向，热处理能明显地改变显微镜组织和磁致伸缩性能，在１１００℃真空处理２ｈ后，磁致伸缩性能最好，空冷和炉冷对磁致伸缩性能影响不大，富稀土相的球化和晶粒吞并长大，减小了磁化过程中９０°磁畴转动的阻力，是高温处理提高磁致伸缩性能的根本原因。     

近室温磁制冷合金材料的研究进展及发展前景

磁制冷技术是一种高效节能、绿色环保、可靠性强的先进制冷技术,其核心原理是磁性材料的磁热效应,即磁制冷工质等温磁化时向外界放出热量,绝热退磁时从外界吸收热量.理论上所有的磁性材料都具有磁热效应,但只有极少数具有显著磁热效应的磁性材料可用于磁制冷.因此,研发具有较大磁热效应的磁制冷工质是决定磁致冷技术能否得到应用和推广的关键因素.经过几十年的发展,人们陆续发现了许多性能优异的磁制冷材料,推动和促进了磁制冷技术的发展.目前,磁制冷技术在20 K以下的低温区已经得到了较为广泛的应用,如液氦的制备、低温物理研究以及航空航天等领域都采用了磁制冷技术.低温区的磁制冷材料通常为顺磁状态,其构型熵可以忽略不计,但随着温度的升高,用于低温区磁制冷的顺磁材料的晶格振动变大,构型熵对磁制冷系统的影响不可忽略,即传统的顺磁态磁制冷工质在近室温区已不再适用,因此研发近室温区的磁制冷材料具有重要意义.近20年间,国内外研究者对近室温区磁制冷材料进行了大量研究并取得了许多重要成果,如以Gd(SiGe)4、La(FeSi)13、MnAs合金和NiMn基Heusler合金等为代表的具有优异磁热效应的一级相变磁制冷材料,这些合金的磁热效应通常是由结构相变与磁相变的叠加引起的,但常常伴有较大的热滞与磁滞损耗,进而会大幅度降低磁制冷的效率.除了一级相变磁制冷材料外,还有稀土Gd及其化合物、Gd基非晶态合金等具有二级磁相变的近室温磁制冷材料.其中,Gd基非晶态合金具有制冷温区宽、涡流损耗低、磁滞低、成分范围宽、耐腐蚀和易于加工等优点,其较宽的制冷温区特别适合室温埃里克森磁制冷循环,具有广阔的应用前景.本文简要介绍了磁热效应的原理以及磁制冷技术的发展,重点介绍了近室温磁制冷材料的磁热性能和最新研究进展,包括Gd(SiGe)4、La(FeSi)13、MnAs合金、NiMn基Heusler合金等一级相变磁制冷材料和具有二级磁相变的Gd基非晶态合金,并分析了它们作为磁制冷材料的优点和存在不足,讨论了各系材料未来的发展方向和趋势.     

弛豫对低场下的薄膜磁致伸缩性能影响模型

基于非晶合金结构微缺陷的Egami模型，本文提出了一个弛豫影响低场下的磁致伸缩性能模型。在此模型中，低磁场下的磁化和磁致伸缩乃是180℃磁畴的壁移磁化过程将被非晶的结构微缺陷所钉扎，而在较高磁场情况下，不产生磁致伸缩的壁移磁化过程被启动。退火过程将发生非晶相的结构弛豫，使非晶相内由结构缺陷产生的应力降低，从而导致低磁场下的磁致伸缩得以提高。此模型可以很好地解释各工艺状态的Tb0.27Dy0.73Fe2薄膜低场下的磁致伸缩行为。     

C掺杂对La-Fe-Si合金中NaZn13型相形成及磁热性能的影响

通过熔体快淬方法制备了LaFe11.5Si1.5Cx(x=0,0.1,0.2,0.3)系合金的快淬条带。采用X射线衍射分析仪、振动样品磁强计研究了C掺杂对La-Fe-Si合金在凝固过程以及随后热处理过程中的NaZn13型相形成及磁热性能的影响。结果表明:适量的C掺杂有利于凝固过程中NaZn13立方结构型的La(Fe,Si)13相的形成;C掺杂能有效地提高La(Fe,Si)13相的居里温度,当C含量由0增加到0.3时,合金的居里温度由210K升高到262K。合金居里温度的升高是由于掺杂的C原子占据了La(Fe,Si)13相中的间隙位置,使La(Fe,Si)13相晶格膨胀,Fe-Fe原子间铁磁交互作用增强。当C掺杂含量为0.2时,La-Fe-Si-C合金在1273K热处理2h时获得了最佳综合磁热性能,其居里温度(TC)为255K,最大等温磁熵变(ΔSM)为9.45J/(kg·K)(1.5T)。     

热处理对Ti-50.8Ni合金相变行为和拉伸性能的影响

采用Pyis Dyiamond差热分析仪和电子万能试验机,研究了固溶、固溶加时效对Ti-50.8Ni合金的相变行为和拉伸性能的影响。结果表明:热处理制度对Ti-50.8Ni合金的相变温度和相变行为有明显影响,Ti-50.8Ni合金在时效过程中产生析出相,导致相变温度和相变行为发生改变,进而对室温拉伸性能产生影响。     

弛豫对低场下的薄膜磁致伸缩性能影响模型

基于非晶合金结构微缺陷的Egami模型 ,本文提出了一个弛豫影响低场下的磁致伸缩性能模型。在此模型中 ,低磁场下的磁化和磁致伸缩乃是 180°磁畴旋转的结果 ,而 180°磁畴的壁移磁化过程将被非晶的结构微缺陷所钉扎 ,而在较高磁场情况下 ,不产生磁致伸缩的壁移磁化过程被启动。退火过程将发生非晶相的结构弛豫 ,使非晶相内由结构缺陷产生的应力降低 ,从而导致低磁场下的磁致伸缩得以提高。此模型可以很好地解释各工艺状态的Tb0 .2 7Dy0 .73 Fe2 薄膜低场下的磁致伸缩行为     

Tb0.4Dy0.6(Fe1-xMnx)1.91(x=0,0.05,0.1 0,0.15)合金的磁致伸缩性能

研究了Mn替代Fe对多晶Tb0.4Dy0.6Fe1.91合金棒材性能的影响.分析了Tb0.4Dy0.6(Fe1-xMnx)1.91(x=0,0.05,0.10,0.15)多晶棒材的结构、晶格常数、居里温度和磁致伸缩性能,发现Mn替代Fe后,样品仍然为MgCu2型Laves相结构.随着Mn含量从0增加到0.15,样品的晶格常数从7.335A增加到7.347A,居里温度从668K降低到526K.Mn原子的替代通过改变材料的交换相互作用、总磁矩和易磁化方向影响材料的磁致伸缩性能.实验结果显示,Tb0.4Dy0.6(Fe1-xMnx)1.91样品在石=0.10时综合性能最好.     

纳米软磁合金Fe_(76.5-x)Cu_(1.0)Nb_xSi_(13.5)B_(9.0)界面非晶相的穆斯堡尔研究

主要采用穆斯堡尔谱学方法，研究了非晶晶化法制备的Ｆｅ７６．５－ｘＣｕ１．０ＮｂｘＳｉ１３．５Ｂ９．０（ｘ＝１，３，５和７）纳米晶合金中界面非晶相的显微结构。用穆斯堡尔热扫描技术测定了残余非晶相的磁有序温度Ｔｃ。观察到非晶合金的晶化温度，磁有序温度和平均磁超精细场有规律性的变化。分析了纳米晶粒通过磁相互作用对界面非晶相的影响以及Ｎｂ在该系列合金中所起的作用。     

高能球磨Gd_5Si_(1.8)Ge_(1.8)Si_(0.4)合金的磁性能及相组成

采用电弧熔炼的方法制备了具有一级磁晶相变Gd5Si1.8Ge1.8Si0.4母合金,然后在不同时间条件下对其进行高能球磨,并研究球磨时间对该磁热合金的磁性能及相组成的影响.粉末XRD结果显示球磨没有改变Gd5Si2Ge2相,但拓宽了相应的布拉格衍射峰,这表明球磨后的合金的晶粒尺寸较小.另外,球磨后的合金中形成了一些非晶相.随着晶粒尺寸和磁畴的减小,与母合金相比,希望其滞后现象减小.     

Cr取代亚铁磁性Mn_2Sb_(0.95)In_(0.05)合金的磁及磁热性能

磁制冷是一种利用材料的磁热效应进行制冷的新型制冷技术,相比于传统气体压缩制冷,因其绿色环保、高效节能等优点而备受关注。在众多磁相变合金材料中,人们对Mn_2Sb基亚铁磁相变合金研究甚少。文章研究了Cr取代Mn后亚铁磁性Mn_(2-x)Cr_xSb_(0.95)In_(0.05)(x=0.05,0.09,0.13)合金的磁性和磁热性能。室温XRD数据表明合金在室温附近以四角Cu_2Sb型结构为主相。由于反铁磁中有高磁响应,因此从XRD图谱中能观察到少量的铁磁MnSb杂相。随着温度的降低,在这些合金中,发生了亚铁磁到反铁磁的一级磁致弹性转变。同时,在亚铁磁区域观察到两个自旋重新取向转变。由于反铁磁-亚铁磁的转变过程中磁化强度突变,使得在Mn_(1.91)Cr_(0.09)Sb_(0.95)In_(0.05)合金中在0~10 k Oe的磁场变化中获得高达1.63 J/kg·K的大磁熵变。目前的研究可能有助于研究和开发新的磁性冷材料。     

镍基高温合金K417热机械疲劳行为

主要研究了Ｋ４１７高温合金在不同实验条件下的热机械疲劳（ＴＭＦ）行为。在计算机辅助控制伺服液压疲劳实验机上进行了同相和反相热机械疲劳实验。实验结果表明，与等温低周疲劳性能相比较，无论是同相和反相的热机械疲劳均使寿命大大降低，不同相位对ＴＭＦ性能产生不同的影响，此外，对于热机械疲劳过程中的塑性应变分量中的时间相关相（蠕变）和非时间相关相（纯塑性变形）应当分别进行考虑，这样才能对该合金的热机械疲劳行为有更加准确的认识。最后用ＳＥＭ对不同试验条件下的断口进行了详细观察，并对其微观断裂机制进行了分析和探讨。     

TmNiIn化合物的磁性和磁致热效应

利用电弧熔炼技术得到TmNiIn稀土金属间化合物,研究其磁性和磁热效应。研究表明TmNiIn金属间化合物的晶体结构是ZrNiAl型的六方密堆积结构,是一种具有可逆磁热效应的材料。TmNiIn是反铁磁材料,其相变温度为3.5K,在液氦温度(4.2K)附近。根据等温磁化曲线并利用麦克斯韦关系式计算可以得到磁熵变与温度的关系。当磁场变化为5T时,最大磁熵变和制冷能力分别为12.1J/kg·K和138J/kg。当磁场变化为2T时,最大磁熵变5.3J/kg·K,同时在TmNiIn金属间化合物中未观察到热滞现象和磁滞损耗。大的可逆磁致热效应表明TmNiIn是一种在低温磁制冷技术中有应用前景的材料。     

LaFe_(11.4)Si_(1.6)B_y系列化合物的磁性和磁熵变

LaFe11.4Si1.6By(y=0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)系列化合物,通过添加少量的B后,可以明显的缩短退火时间。晶格常数随着B含量的增加先减小后增大。该系列化合物的热滞很小,B的添加对其热滞几乎没有影响。在外加磁场变化为0～1.5T时,等温磁熵变的最大值从19.1J/(kg.K)(y=0)逐渐下降到7.1J/(kg.K)(y=0.5)。该系列化合物在B含量较低时,处于居里温度(Tc)之上,存在比较明显的场致变磁转变特性。随着B含量增加到0.5时,场致变磁转变特性明显减弱。