稀土超磁致伸缩材料的磁场热处理研究

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1、第31卷第7期2012年7月中国材料进展MATERIALSCHINA特约专栏稀土超磁致伸缩材料的磁场热处理研究马天宇.张昌盛，潘杏雯.严密(浙江大学材料科学与工程学系唐仲英传感材料及应用研究中心硅材料国家重点实验室•浙江杭州310027)摘要：超磁致伸缩材料是一种先进的能呈转换材料，在高新技术和国防军工领域具有重要的应用价值。在槪述TbDyHe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•采用区熔定向凝固按术制备了＜110＞取向TbDyFe多晶材料•在略高于居甲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

2、控初始磁踌分布状态•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•建立了基于能宣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；模拐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。尖键词：磁致伸缩；TbDyFe；磁场热处理；感生各向异性中图分类号：0482.54；TB34文献标识码：A文章编号：1674-3962(2012)07-0026-11MagneticAnnealingofGiantMagnetostrictiv

3、eMaterialsMATianyu•ZHANGChangsheng*PANXingwen*YANMi(StateKeyLaboratoryofSiliconMaterials•CyrusTangCenterforSensorMaterialsandApplications・DepartmentofMaterialsScienceandEngineering•ZhejiangUniversity-Hangzhou310027・China)Abstract：Giantmagnetostrictivematerial(GMM)isakindofadvancedenergy

4、transfermaierial•whichisofimportanceforapplicationsinhigh-technicaldevices-WcfirstlypreseminthisworkihccharacteristicsanddevelopmentsofTbDyFeGMM$*AreviewisthengivenonourrecentactivilicsinmagneticallyannealedTbDyFeGMMsw:ih<110>crystalorientationBoihexperimentalandtheoreticalstudiesdemo

5、nstratethatmagneticannealingiscapableoftuningtheinitialmagneticmomen:onen：ationandhenceimprovingthemagnetomechanicalperformancethroughchanging:hemomentmove・mentprocesses*Evidencesincludingmagneticforcemicroscopy(MFM)images•magnetostriction•magneticinduction•stress-straincurvesanddomainr

6、otationsimulationareprovidedKeywords：magnetostriction；TbDyFe；magneticannealing；inducedanisotropy110＞取向多晶材料•不仅工艺易于控制•而且磁致伸缩性能收稿日期：2012-03-25do-ii]基金项目：全国优秀博士学位论文作者专项资金资助(201037)；[.「‘

7、「中舸校基本科研业务费专顼资金资助(：2012QNA4007)」、、在翠低的驱动雪场下广生再磁缪伸缩系数。戸经发现-第一作者及通讯作者：马天宇・男・1978年生・副教授通过在＜112＞或＜110＞取向圆棒材料轴

8、向施加预压应1前言TbDyFe合金是一种特种功能材料，在直流磁场作用下可伸长或缩短-交变磁场作用下可往复运动•具养磁致伸缩系数大•能量转换效率高和响应速度快等伪点•在精密驱动、微定位、微位移等领域具有重要的圧用前景，被视为21世纪的战略性功能材料ll'6]o其使和磁致伸缩系数较传统的银基磁致伸缩材料和铁基磁努伸缩材料高50倍以上-比压电陶瓷的电致伸缩应变大j倍•因此被称为超磁致伸缩材料(GiantMagnetostrictiveMaterial‘简称GMM)。国外在TbDyFe超磁致伸缩材卷诞生之初就开始从制备工艺、材料特性和器件设计等方面进行研究•