Tb-Dy-Fe-Co合金本征磁致伸縮性能

鐵之類3d過渡金屬顯示出的磁致伸縮大約為10^-6～10^-5，而mn3cun則可產(chǎn)生大至0．2％（10^-3）的大磁致伸縮。以過渡金屬為基的大磁致伸縮合金，有fe3pt、ni2mnga等金屬間化合物，它們都是由于熱彈性型馬氏體相中的孿晶在磁場(chǎng)作用下引起再排列而產(chǎn)生的磁致伸縮。

Mn_3CuN磁致伸縮合金

采用銅模噴鑄法,制備fe100-xgax(x=15,19,23,27.5,30)合金。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明銅模噴鑄有利于改善低ga(15≤x<23)fe100-xgax合金的磁致伸縮,卻大幅降低了高ga(23≤x≤30)fe100-xgax合金的磁致伸縮。以fe81ga19和fe72.5ga27.5合金為例,噴鑄態(tài)fe81ga19樣品的飽和磁致伸縮比800℃淬火態(tài)提高了7%;而噴鑄態(tài)fe72.5ga27.5樣品的飽和磁致伸縮為6.1×10-5,僅是800℃淬火態(tài)的60.4%。此外,淬火態(tài)fe72.5ga27.5樣品的飽和磁化強(qiáng)度為131.21a·m2·kg-1,也高于噴鑄態(tài)(126.21a·m2·kg-1)。

采用區(qū)熔定向凝固法制備目標(biāo)成分為fe_(72.5)ga_(27.5)的磁致伸縮定向生長(zhǎng)試樣.采用改進(jìn)的交流阻抗法測(cè)定定向生長(zhǎng)態(tài)及其淬火態(tài)(1000℃/3h,w.q.)試樣的阻抗諧振頻率譜,求出不同偏振磁場(chǎng)和預(yù)壓力情況下的動(dòng)態(tài)機(jī)電耦合系數(shù)k_(33).由于fe-ga合金的磁致伸縮性能比tb-dy-fe巨磁致伸縮材料小一個(gè)數(shù)量級(jí),原有的測(cè)試方法不易得fe-ga合金的k_(33).本實(shí)驗(yàn)在拾取信號(hào)時(shí)采用了四線并接接線方式并將交流激勵(lì)信號(hào)輸入水平調(diào)整到0.5a,獲得了穩(wěn)定且明顯的fe-ga合金阻抗諧振頻率譜線.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:定向生長(zhǎng)試樣在32.7mt偏振磁場(chǎng)、無預(yù)壓應(yīng)力下k_(33)為0.103;淬火態(tài)試樣在同樣偏振磁場(chǎng)和無預(yù)壓應(yīng)力下k_(33)達(dá)到0.137.k_(33)隨外加偏振磁場(chǎng)的增大而減小,隨預(yù)壓力的增大呈現(xiàn)先增大而后減小的趨勢(shì).淬火態(tài)試樣的k_(33)較定向生長(zhǎng)試樣有明顯提高.外加偏振磁場(chǎng)和預(yù)壓力對(duì)淬火態(tài)試樣的k_(33)的影響規(guī)律同定向生長(zhǎng)試樣一致.

為了研究fe-co-sm-ho合金在800℃平衡條件下所存在的金屬間化合物種類和晶體結(jié)構(gòu),配制了39個(gè)fe-co-sm-ho合金樣品.采用金相顯微鏡、x射線衍射方法,分析確定了fe-co-sm-ho合金在800℃平衡條件下共有7個(gè)類型的金屬間化合物存在:1∶2型、1∶3型、1∶5型、2∶7型、6∶23型、th2ni17結(jié)構(gòu)的2∶17型和th2zn17結(jié)構(gòu)的2∶17型.

研究了金屬玻璃(fe_(1-x)co_x)_(78)si_(10)b_(12)(x=0,0.1,0.5,0.7,0.9和1)的飽和磁致伸縮常數(shù)λ_s隨退火的變化。在晶化之前,退火對(duì)x≥0.9的合金的λ_s影響很小,其余合金的λ_s可提高(1.5～4.8)×10~(-6);初期晶化的退火使λ_s向相應(yīng)多晶fe_(1-x)co_x的中場(chǎng)磁致伸縮值靠近。

feal金屬間化合物具有良好的抗高溫氧化和硫化、抗高溫沖蝕性能與較高的高溫強(qiáng)度,且密度小、成本低。將feal用作sofc支撐體材料,不僅可提高sofc的高溫強(qiáng)度,而且可顯著降低其制作成本。本研究采用機(jī)械合金化工藝制備了fe–35al粉末,通過大氣等離子噴涂(aps)制備了feal涂層。利用xrd、sem表征了球磨粉末及熱處理前后涂層的微觀結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明,通過大氣等離子噴涂球磨粉末,可以制備出feal金屬間化合物涂層,涂層經(jīng)800℃熱處理30h后,可提高feal相的有序度。

設(shè)計(jì)了一種包含3根terfenol-d棒的磁致伸縮作動(dòng)器,并根據(jù)電磁學(xué)原理,在對(duì)磁致伸縮作動(dòng)器內(nèi)部磁路分析的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了作動(dòng)器輸出位移與terfenol-d棒的長(zhǎng)度以及上下端蓋的尺寸之間的關(guān)系,以此為根據(jù)對(duì)作動(dòng)器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化以使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。通過ansys仿真表明:由于螺線管和上下端蓋組成了閉合磁路,大大改善了螺線管端部的磁場(chǎng)分布情況,同時(shí)由于采用熱膨脹抵消補(bǔ)償法克服了溫度對(duì)作動(dòng)器輸出位移的影響,從而最大限度地消除了作動(dòng)器輸出的非線性。

磁致伸縮逆效應(yīng)是稀土超磁致伸縮材料的一個(gè)重要應(yīng)用特性,應(yīng)用磁致伸縮逆效應(yīng)可以制作超磁致伸縮力傳感器。但由于缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)理論分析,從而制約了其發(fā)展。在分析了磁致伸縮逆效應(yīng)的基礎(chǔ)上,給出了超磁致伸縮力傳感器的設(shè)計(jì)原理,設(shè)計(jì)了超磁致伸縮力傳感器的結(jié)構(gòu),并采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)其磁場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較表明:二者符合較好,設(shè)計(jì)的超磁致伸縮力傳感器方案是可行的,對(duì)其今后進(jìn)行深入應(yīng)用研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。

以鎂(mg)為可燃物質(zhì),聚四氟乙烯(ptfe)為氧化劑,利用磁控濺射和真空蒸鍍兩種方法,制備薄膜煙火器件,研究?jī)煞N制膜工藝在性能上的差異,并對(duì)其附著力、薄膜粒度和燃速進(jìn)行了測(cè)量。結(jié)果表明,磁控濺射制得的薄膜附著力為35.88mn,粒度為0.1～0.5μm,燃速為(623.9±12.5)mm.s-1,其主要性能優(yōu)于真空蒸鍍法制得的薄膜。

基于超磁致伸縮材料的工作特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種新型的超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器,并介紹了其結(jié)構(gòu)和工作原理。為進(jìn)一步研究驅(qū)動(dòng)器的性能,提出一種由超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器、傳感器、放大器、采集卡、電流源、計(jì)算機(jī)共同組成的超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器測(cè)試系統(tǒng)。該測(cè)試方法利用計(jì)算機(jī)和相關(guān)器件,能快速準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)試,同時(shí)方便數(shù)據(jù)的后續(xù)處理分析,縮短測(cè)試時(shí)間,提高測(cè)試效率,且測(cè)試精度高。

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所沈?qū)汖堁芯拷M通過大量的實(shí)驗(yàn)研究,選擇合適的鐵基非晶合金體系和適量的稀土元素?fù)诫s,發(fā)現(xiàn)一種具有大非晶形成能力和高飽和磁致伸縮的鐵磁性塊體非晶合金fedybsinb。該合金可制備出直徑為4mm

采用電化學(xué)方法沉積方法制備fe_(50)co_(50)合金,研究了電解液組成、電流密度、溫度、ph值和穩(wěn)定劑等因素對(duì)電沉積鐵鈷合金組成的影響,并得到電沉積鐵鈷合金的最優(yōu)工藝參數(shù)為:電流密度5a/dm~2,溫度40℃,ph值2.5,電沉積時(shí)間60min;電解液的組成為:feso_4·7h_2o60g/l,coso_4·7h_2o30g/l,cocl_2·6h_2o10g/l,硼酸25g/l,檸檬酸三鈉55g/l,抗壞血酸10g/l,糖精2g/l、十二烷基硫酸鈉0.1g/l.通過掃描電鏡、能譜儀和x射線衍射儀對(duì)鐵鈷合金的微觀形貌、組成和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,合金表面平整,結(jié)構(gòu)致密,無孔洞及裂紋,晶粒細(xì)小.合金為fe-co合金置換固溶體,面心立方晶體結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)很強(qiáng)的(111)晶面擇優(yōu)取向.

制備了si含量為0.03％～0.06％,b含量為0.010％～0.015％,fe含量為0.10％～0.60％的8系鋁合金連鑄連軋產(chǎn)品,并將所得產(chǎn)品進(jìn)行力學(xué)和電學(xué)性能測(cè)試.結(jié)果表明,隨著fe含量的增加,鋁合金桿電阻率先增大后維持穩(wěn)定.鋁合金桿的抗拉強(qiáng)度則隨著fe含量的增加呈上升的趨勢(shì),達(dá)到一定值時(shí)其增大速度逐漸變緩.為了保證該鋁合金桿的電學(xué)和力學(xué)性能,fe含量應(yīng)當(dāng)控制在0.28％～0.43％范圍內(nèi).

日本高性能合金簡(jiǎn)介

在thermo-calc熱力學(xué)軟件模擬計(jì)算基礎(chǔ)上,采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜檢測(cè)和透射電子顯微鏡研究了ni-25cr-20co合金在長(zhǎng)期時(shí)效過程中析出相的變化情況及對(duì)性能的影響,理論分析了γ′相顆粒粗化對(duì)合金拉伸變形過程中第二相與位錯(cuò)交互作用機(jī)制的影響.結(jié)果表明:經(jīng)750℃時(shí)效后合金中析出mc、m23c6和γ′相,γ′相的體積分?jǐn)?shù)約為16％.長(zhǎng)期時(shí)效后,γ′相顆粒的平均尺寸與時(shí)間t符合lsw理論,受溶質(zhì)原子擴(kuò)散及γ/γ′界面能的影響.時(shí)效后合金的拉伸強(qiáng)度明顯增加,隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),拉伸強(qiáng)度逐漸降低.隨γ′相的粗化,拉伸變形過程中第二相與位錯(cuò)交互作用的機(jī)制由位錯(cuò)熱攀移機(jī)制→位錯(cuò)切割機(jī)制→orowan繞越機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)槲诲e(cuò)熱攀移機(jī)制→orowan繞越機(jī)制→位錯(cuò)切割機(jī)制.

通過送粉式激光熔覆在碳素工具鋼(t10鋼)表面制備了co基合金熔覆涂層。利用掃描電子顯微鏡(sem)和x射線衍射儀(xrd)分析其微觀結(jié)構(gòu)和相組成。結(jié)果表明:熔覆層中主要有γ-co相以及其他相,包括cr23c6、co7w6和crni。從熔池與基體界面到熔覆層表面存在不同的凝固形態(tài),依次為平面晶(在界面處)、胞狀晶和樹枝晶。微觀組織較細(xì)的樹枝晶強(qiáng)化了熔覆層,因而激光熔覆層的顯微硬度增加,耐腐蝕性提高。

選擇lafesi作為基礎(chǔ),在其中添加過渡族元素co,配制成lafe11.7-xcoxsi1.3bo.25(x=0.6,0.65)系列合金,采用高頻磁懸浮感應(yīng)加熱爐進(jìn)行熔煉,進(jìn)行熱處理,并對(duì)樣品在1.5t磁場(chǎng)下進(jìn)行直接測(cè)量.結(jié)果表明,co元素的適量添加,對(duì)提高居里溫度有意義,也可以適當(dāng)調(diào)整材料的絕熱溫變,對(duì)于保持材料的磁熱性能有更好的作用.

以自制的孔徑為80～100nm的aao為模板,在低溫熔融鹽體系中采用直流電沉積法制備了sm-co合金納米線陣列。sem觀測(cè)發(fā)現(xiàn),sm-co合金納米線排列有序,直徑為80～100nm,與aao模板孔徑基本一致;通過調(diào)節(jié)電沉積時(shí)間,可以控制sm-co納米線的長(zhǎng)度。用1mol/dm3的naoh將模板溶掉后進(jìn)行tem檢測(cè),sm-co合金納米線直徑約為100nm,與模板孔徑基本吻合;xrf測(cè)定表明,納米線組成為sm-co合金,其原子比為1∶5;xrd譜顯示所得到的sm-co合金納米線為非晶態(tài)。納米線的最大磁能積為179.2kj/m3,說明sm-co合金納米線陣列具有很好的磁存儲(chǔ)能力。

氧氣吸入與氧氣驅(qū)動(dòng)霧化吸入是呼吸系統(tǒng)疾病治療中的重要輔助治療。氧氣吸入時(shí)，需在氧氣濕化瓶?jī)?nèi)加入1／3～1／2蒸餾水濕化氧氣，避免吸氧導(dǎo)致鼻腔干燥出血、刺激性干咳等不適；而氧氣驅(qū)動(dòng)霧化吸入則是以氧氣作為氣源，不需濕化，以免降低藥物濃度，影響療效。臨床上吸氧與氧氣驅(qū)動(dòng)霧化之間的轉(zhuǎn)換主要是通過護(hù)士來回傾倒或添加濕化水來完成，這無形中增加了護(hù)士的工作量、工作強(qiáng)度及患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時(shí)容易造成濕化瓶的污染，且轉(zhuǎn)換期間患者停止給氧時(shí)間延長(zhǎng)，易造成患者缺氧，加重病情。為此我科于2012年1月設(shè)計(jì)了一種伸縮性通氣管，應(yīng)用到吸氧與霧化治療中，取得滿意效果，現(xiàn)介紹如下。

超磁致伸縮材料能量密度高,導(dǎo)熱性相對(duì)較好,由其制造的功率超聲換能器能做成很大功率,但因?yàn)榇祟悡Q能器總處在高強(qiáng)度高頻率磁場(chǎng)中工作,各種損耗很嚴(yán)重,帶來的熱量非常大,而超磁致伸縮材料對(duì)外界溫度又很敏感,故熱分析是該類換能器設(shè)計(jì)的重要方面。該文設(shè)計(jì)了換能器及其冷卻系統(tǒng),以考慮渦流損失和附加損失的jile-atherton模型為基礎(chǔ),提取了模型參數(shù),計(jì)算得到了換能器的損耗總量;用有限元方法計(jì)算了冷卻水流場(chǎng)分布和換能器溫度場(chǎng)分布;對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果吻合良好。

magnodul磁致伸縮液位計(jì)為介質(zhì)提供持續(xù)液位測(cè)量。通過磁致伸縮效應(yīng)原理來確定浮球(液面或界面)的位置。magnodul磁致伸縮液位計(jì)在測(cè)量中不受介質(zhì)可能發(fā)生的物理、化學(xué)變化產(chǎn)生的影響,如介質(zhì)傳導(dǎo)率、介電常數(shù)、壓力、溫度、密度等參數(shù)變化,以及真空、泡沫、起泡、冷凝蒸汽、沸騰等現(xiàn)象。