● 摘要
FeGa作为新型磁致伸缩合金，具有大应变、高强度、低成本等优点，应用前景和商业价值广阔。本文制备了Fe83Ga17-xTbx(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5)铸态多晶样品，Fe83Ga17-xTbx(x=0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)等轴晶样品，Fe83Ga17-xTbx(x=2, 3, 6)铸态多晶样品，Fe83Ga17-xSmx(x=0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)铸态多晶样品，运用XRD、SEM、TG、DSC 等设备测试并分析了相结构，运用多参数磁测量系统测试了材料的磁致伸缩。较系统研究了Tb部分替代Fe 83Ga17 合金中的 Ga原子对相结构和磁致伸缩性能的影响。相结构研究表明：Fe 83Ga17合金为无序的A2相结构；添加Tb没有改变合金的主相结构，随着Tb含量的增加，基体中出现富Tb第二相。 少量的Tb添加可以提高铸态Fe83Ga17-xTbx(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5)合金的磁致伸缩性能。随着Tb含量的升高，磁致伸缩性能先升高后降低。其中，Fe83Ga16.6Tb0.4 合金在不加压和加压50MPa的情况下，饱和磁致伸缩值分别为75ppm 和181ppm ，比同状态的Fe83Ga17合金提高了141% 、302% 。随着Tb含量的进一步增加至Fe83Ga17-xTbx(x=2, 3, 6)，铸态合金的饱和磁致伸缩性显著下降。少量的Tb添加可以提高等轴晶Fe83Ga17-xTbx(x=0.05)合金样品的本征磁致伸缩性能。随着Tb含量的升高(x=0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)，等轴晶合金样品的本征磁致伸缩性能降低，当x=0.4时，本征磁致伸缩性能为-27ppm。少量的Sm添加对铸态Fe83Ga17-xSmx(x=0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)合金的磁致伸缩性能的影响与Tb添加相似，磁致伸缩性能先升高后降低，但磁致伸缩性能的增加量不如Tb。