新型磁驱动Galfenol合金研究进展.pdf

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1、专题论述·机械研究与应用·新型磁驱动Galfenol合金研究进展王璐，丁雨田，胡勇。，刘妍妍，王国斌，周质光(1．兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室甘肃兰州730050；2．兰州理工大学温州泵阀工程研究院浙江温州325105)摘要：磁驱动Galfenol合金具有电磁能与机械能的互换功能，是重要的能量与信息转换功能材料。针对Galfenol材料的研究现状，着重从影响Fe—Ga合金磁致伸缩性能的制备工艺、舍金成分、微观相结构、磁致伸缩模型等方面进行阐述，同时对当前最新研究进展进行了介绍。关键词：Galfenol合金

2、；磁致伸缩；研究进展中图分类号：TG113，TM273文献标识码：A文章编号：l006—44l4(20l1)03-oool-06RecentprogressinnewmagneticfieldcontrolledGalfenolaHoysWangLu，DingYu—tian，HuYong，LiuYan-yan，WangGuo-bin，ZhouZhi-guang(1．State0DofGansuadvancednon-felTOl~metalmaterials，Lanzhouuniversityoftechnology，Lanzho

3、uCansu730050，China；2．Wenzhoupump&valveengineeringresearchinstitute，Lanzhouuniversityoftechnology，WenzhouZhejiang325105，China)Abstract：MagneticdriveGalfenolaloywhichhastheconversionructionbetweenelectmmagnetisandmeehniealenergyiswidelyusedas／inimportantenergyandinforma

4、tionconversionmaterials．Duetotheirreversiblestrainsinthepresenceofallappfiedmagneticfieldandchangesinmagneticpropertiesontheapplicationofstress，thepreparationprocess，alloycomposi-tion，micro-phasestructure，magneto-strictivemodelareelaborated，whichallafectthemagneto—str

5、ictiveproperties．Mean—whilethelatestresearchonthecurrentprogressisintroduced．Keywords：galfenolalloy；magnetostrietive；researchdevelopment1前言针对Galfenol材料的研究现状，着重从影响Fe—磁致伸缩材料具有电磁能与机械能的互换功能，Ga合金磁致伸缩性能的制备工艺、合金成分、微观相是重要的能量与信息转换功能材料。区别于传统的结构、磁致伸缩模型等方面进行阐述，同时对当前最磁致伸缩材料，压电陶瓷(P

6、ZT或PMN)或稀土超磁新研究进展进行了介绍。致伸缩材料11b—Dy—Fe，新型磁驱动Galfenol(Fe—Ga)2影响Fa—Ga合金磁致伸缩性能的因素合金因为在较低磁场(200oe)下具有大的饱和磁致2．1结构与相伸缩值(400ppm)、较高的机械强度(500MPa)、良好根据Massalski．TB等人研究工作可知，在室温的延展性(延伸率为0．8％一1．6％)和温度特性，更下，Ga在Fe中的平衡固溶度为11％，在1037oC时为加适用于器件的设计和制备，因而受到了人们越来越36％，在亚稳态过饱和固溶体中Ga的含量可达到多的关

7、注L1J。30％以上。室温下纯Fe的磁致伸缩值只有。。=研究发现，当非磁性元素Ga掺人Fe中形成替代20ppm、川=一16ppm，加入非磁性元素Ga后，形成替式固溶体时，可以使Fe的磁致伸缩增加十倍乃至几代式固溶体，Ca原子在固溶体中的占位直接影响着十倍，替代式Ga原子在固溶体中的不同占位形式，合金的有序、无序程度，从而决定Fe—Ga合金的磁致主要取决于合金的成分、制备方法和热处理条件J，伸缩性能，参考Ikeda和Kawamiya等人的相图研进而直接决定着该合金有序、无序的程度，并对原子究工作可知，当合金中Ga原子百分含量在15％

8、一磁矩的大小造成影响，最终使材料的磁致伸缩性能发30％的范围内变化时，不同的制备条件下可能出现生改变。目前为止，对该合金不同制备条件及热处理A2、B2、DO3、L12、DO19和类B2等多种相结构，其中情况下的微观组织结构和磁致伸缩性能人们已经开A