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1、第30卷第2期稀有金属2006年4月Vol.30l.2CHINESEJOURNALOFRAREMETALSApr.2006¹速凝成晶-烧结法制备磁致伸缩材料的研究*徐建林,李红卫,杨红川,张世荣,李扩社,于敦波(北京有色金属研究总院有研稀土新材料股份有限公司,北京100088)摘要:用速凝成晶方法制造Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金薄片,合金薄片经过制粉、磁场取向压制成型和烧结制造磁致伸缩材料。结果表明:制造的速凝成晶Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金薄片的显微组织以柱状晶为主。对速凝成晶Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金粉末磁场取向后,烧结样品<111
2、>晶向的取向程度提高;对速凝成晶Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金薄片热处理后,烧结样品的磁致伸缩性能明显好于未热处理速凝成晶Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金粉末的烧结样品。关键词:速凝成晶;磁致伸缩;烧结中图分类号:TM273文献标识码:A文章编号:0258-7076(2006)02-0141-04稀土超磁致伸缩材料由于具有良好的磁致伸缩成晶方法制造Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金薄片,然后制性能而广泛地应用于许多先进的声学器件、电子器粉、压制成型和烧结,并对磁场取向和热处理与[1]件、电磁执行器、传感器和智能系统中。目前制造Tb0.30Dy0.70
3、Fe1.80合金薄片粉末烧结样品磁致伸缩稀土磁致伸缩材料的方法主要是定向凝固法。由于性能的关系进行了研究。稀土超磁致伸缩材料属于金属间化合物,脆性大,1实验韧性低,难于加工成形;并且材料加工过程中产生大量的废料和边角料,降低了材料的利用率,增加将纯度分别为99.5%的Tb,Dy和Fe在中频[2]了材料的制造成本,限制了该材料的应用领域。感应炉中熔炼成Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金熔液,然后近年来,通过对急冷薄带方法制造磁致伸缩将合金熔液通过快速旋转的冷却结晶装置制造材料的研究,发现了急冷Tb0.30Dy0.70Fe2薄带的磁Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金
4、薄片,合金薄片制粉或经过热致伸缩性能与冷却速度的关系。当急冷卷速范围处理后制粉、磁场取向后压制成8mm@10mm@20-1为5~40m#s时,制备出了厚为10~40Lm,宽度mm试样,最后烧结制成稀土磁致伸缩材料。为1~2.5mm,长度为5~50mm的薄带,并且随着在实验中,用JDM-30A交流磁致伸缩参数测卷带速度的增加,薄带的磁致伸缩性能也提高。当量仪测量样品磁致伸缩系数,电阻应变计型号为-1卷带速度大于35m#s时,在磁场强度为40BX120-3AA;用ALEICA-MEF4A金相显微镜观察速-1kA#m时,急冷Tb0.30Dy0.70Fe2薄带的磁致伸缩系凝成晶合金
5、薄片的显微组织。-6[1]数K=580@10。最近发明了一种制造磁致伸2结果与分析缩材料的新方法,即利用速凝成晶工艺制取Tb-DyFe合金,通过粉末冶金方法制造粘结或烧结磁2.1速凝成晶TbDyFe合金薄片的微观组织致伸缩材料。速凝成晶即是将合金熔液通过快速根据金属凝固理论,在极低的凝固速率下,凝旋转的冷却结晶装置,使制造的合金薄片的微观固界面以平面状的方式生长;随着凝固速率的增[3]组织以柱状晶为主的制造方法。大,平面凝固界面失稳而形成胞晶;当速率进一步本文介绍了采用速凝成晶-烧结方法制造磁致增大时,生长方式发生胞晶向枝晶的转变;再进一伸缩材料的研究。该方法的工艺路线是采
6、用速凝步增大凝固速率,枝晶生长将转变为更细的胞晶¹收稿日期:2005-10-26;修订日期:2005-11-29基金项目:北京市自然科学基金资助项目(2042012)作者简介:徐建林(1976-),男,四川岳池人,硕士研究生;研究方向:稀土磁性材料*通讯联系人(E-mail:lihw@chinarem.com)142稀有金属30卷生长;在极高的速凝固速率下,生长可再次获得平arcsin(k-1)/kF=@100%(1)[4]90面凝固界面。在式(1)中,k=Ia/Ip,Ia和Ip分别表示取向面和在速凝成晶过程中,通过控制冷却速度使粉末中{hkl}晶面族与(311)面的X射线
7、衍射峰强Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金的凝固界面的生长方式以胞度的相对值。然后根据式(1)计算<111>晶向的取晶生长或胞枝晶生长为主,从而达到速凝成晶向度。计算结果表明:磁场取向后,烧结样品中Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金薄片的微观组织以柱状晶为[222]晶向的取向度最高,取向度F=38.54%。主的目的。图1是速凝成晶方法制造的Tb0.30Dy0.70图3是速凝成晶Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金薄片的Fe1.80合金薄片平行于热流方向的截面的金相照片。粉末磁场取向烧结样品与未磁场取
