《Fe-Ga磁致伸縮合金軋制板帶的織構與磁疇研究》是依託北京科技大學，由高學緒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Fe-Ga磁致伸縮合金軋制板帶的織構與磁疇研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：高學緒
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高磁致伸縮性能的Fe-Ga合金軋制薄帶能有效降低材料較高頻率使用下的渦流損耗，實現高功率、高可靠、長壽命的低成本超聲換能技術。然而與單晶、取向多晶相比，Fe-Ga軋制薄帶磁致伸縮性能仍有很大的提升空間，這與Fe-Ga軋制板帶的織構和磁疇結構研究不足，對它們與磁致伸縮性能間的制約關係認識不足有關。本課題組在Fe-Ga軋制薄帶的成形技術上取得了重要研究進展，今欲在前期研究工作基礎上，開展Fe-Ga合金軋制板帶材料織構、磁疇結構相關研究，探索織構和磁疇結構與磁致伸縮性能的關係，研究第二相粒子作為抑制劑促進高斯或立方織構形成的作用機理，研究高斯或立方二次晶粒形核和長大機制，研究磁場、應力場及退火氣氛對織構和磁疇結構的影響規律和和作用機制，建立Fe-Ga軋制板帶控制取向生長模型，建立板帶磁疇與磁致伸縮相互關係模型，為提高Fe-Ga合金軋制板帶材料磁致伸縮性能提供理論和實驗依據。
結題摘要
高磁致伸縮性能的Fe-Ga 合金軋制薄帶能有效降低材料較高頻率使用下的渦流損耗。然而與單晶、取向多晶相比，Fe-Ga 軋制薄帶磁致伸縮性能仍有很大的提升空間，這與Fe-Ga 軋制板帶的織構和磁疇結構研究不足，對它們與磁致伸縮性能間的制約關係認識不足有關。本項目通過研究第二相粒子在Fe-Ga軋制板帶中的析出特性，初始組織取向，不同熱處理制度等對板帶織構演化的影響規律，以及Fe-Ga 軋制板帶的磁疇結構及運動與磁致伸縮的相互關係規律，闡明了外部因素促進二次再結晶的作用原理，明確了Fe-Ga 軋制板帶的磁疇結構及運動與磁致伸縮的相互關係。項目得出以下重要結論：①利用定向凝固柱狀晶板坯沿柱狀晶生長方向進行軋制，同時改善了合金的加工性能和薄板熱處理織構，製備出了類似單晶生長的Goss織構Fe-Ga軋制薄板，軋向磁致伸縮λ//不加壓條件下超過280 ppm；②利用微量添加NbC（0.1 at%）促進二次再結晶，通過控制連續升溫熱處理工藝實現了準確位向的Goss晶粒二次再結晶，利用高溫Ar/H2熱處理工藝消除了第二相析出並進一步促進二次再結晶晶粒的生長；③發現Goss織構薄板表面的“柳葉刀”磁疇形貌及其“梳狀”排列結構，“柳葉刀”磁疇在磁場下的運動和磁致伸縮呈現強烈對應關係。本工作從Fe-Ga合金成分最佳化與設計、組織取向控制兩方面著手，探索出利用初始取向柱晶的組織各向異性的Fe-Ga合金高效成形製備技術，探索出利用初始取向柱晶的織構遺傳性，結合低抑制相添加的強Goss織構獲取技術，為脆性難加工材料的高效成形製備與各向異性材料的織構控制提供了新的思路。本工作所研發的強織構、高性能Fe-Ga磁致伸縮軋制帶材，在換能、致動以及感測等技術領域有重要套用前景。
