強織構高性能FeGa磁致伸縮合金薄板研究

《強織構高性能FeGa磁致伸縮合金薄板研究》是依託北京航空航天大學，由劉敬華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：強織構高性能FeGa磁致伸縮合金薄板研究
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：劉敬華
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

新型FeGa磁致伸縮合金具有套用磁場低和磁致伸縮線性度好的特點,在深海探測和航空航天高精度微位移控制等高技術領域有重要套用前景。渦流損耗嚴重一直是阻礙該合金在高頻條件下套用的瓶頸問題，製備FeGa合金薄板已經成為該領域研究熱點。目前，國際上普遍採用定向切片和熱軋兩種方法。然而，由於FeGa合金塑性較低，定向切片後續處理極易破碎；熱軋很難通過大塑性變形形成強<001>織構，導致磁致伸縮性能難以提高。本課題提出純金屬冷軋+高溫擴散的研究思路，以Fe、Ga兩種純金屬薄板三明治結構進行大變形冷軋，先在純Fe中形成強織構，然後通過高溫擴散得到具有強織構的FeGa合金，進而獲得高磁致伸縮性能FeGa合金薄板。揭示大變形冷軋三明治結構中Fe的強織構形成規律，明確Ga元素的高溫擴散傳輸過程，闡明FeGa薄板中相形成與演變機制，及其與磁致伸縮性能關係，製備出強織構高性能FeGa磁致伸縮合金薄板。

結題摘要

FeGa合金是一種新型磁致伸縮材料,在深海探測等高技術領域具有重要的套用前景。然而渦流損耗嚴重一直是阻礙該合金在高頻條件下套用的瓶頸問題，因此製備FeGa合金薄片已經成為近期該領域研究熱點。本項目從材料的微量合金化入手，通過在FeGa二元合金中添加NbC、TaC、B等，提高了鑄態合金的力學性能和磁致伸縮，在碳化物的摻雜過程中，發現溶解的碳化物以晶須的形式在基體的晶界析出，形成了以碳化物晶須增強FeGa複合材料。研究了在不同熱處理條件下Fe-Ga-B合金薄板的再結晶、織構演化及磁致伸縮性能。發現熱處理溫度和保溫時間對薄板的再結晶組織、織構演化及磁致伸縮性能有很大的影響。在初次再結晶階段，消耗α 織構 <110>∥RD 和 γ 織構 <111>∥ND這兩種織構，η 織構<100>RD織構逐漸增加。在晶粒正常長大階段，這三種主要織構比例相當，均勻分布。在晶粒異常長大階段，η 織構<100>RD織構繼續增加。對應熱處理過程，磁致伸縮變化分為三個階段，先是磁致伸縮性能快速增加區，再磁致伸縮性能趨於穩定的穩定區，隨後是磁致伸縮性能的快速增長區。在1200℃保溫時間2h處，形成了強的立方織構(100)<100>，繼續增加保溫時間，織構又轉變為γ 織構 <111>∥ND織構。且磁致伸縮存在峰值，在1200℃保溫2h處磁致伸縮性能最高，達到136ppm。最終確定了在FeGa合金磁致伸縮合金薄片中再結晶組織、織構演化及磁致伸縮性能的關係，製備出強織構高性能的FeGa磁致伸縮片材。