超磁致伸缩材料.doc

重庆科技学院

磁性材料课程论文

论文题目：稀土超磁致伸缩材料的制备和应用
指导老师：马毅龙
姓名：汪永红
学号：2009440547
年级：金属材料工程09级2班
成绩：

评语：

2012年6月10日
稀土超磁致伸缩材料的制备和应用
汪永红
（重庆科技学院冶金与材料工程学院，重庆401331）
FabricationandapplicationofRareEarthGiantMagneto-StricfiveMaterials
WangYong-hong
(SchoolofMetallurgyandMaterialsEngineeringofChongqingUniversityofScienceandTechnology，Chongqing401331，China)
摘要：稀土超磁致伸缩材料（RareEarthGiantMagneto-StricfiveMaterials)作为2l世纪一种最具有战略性的材料，其优良的特性和广泛的应用前景在国际范围内得到普遍重视，已成为磁致伸缩材料研究的重点。简要介绍了稀土超磁致伸缩材料的概念、制备方法及其应用，并指出了一些研究反方向。
关键词：稀土超磁致伸缩材料，制备，应用
Abstract：Asanewstrategicmaterialin21stcentury，RE-GMSMhasbeentakenintoaccountandbecomethekeystoneonmagneto-strictivematerialstudiesbecauseofitssuperiorpropertiesandextensiveapplicationprospects.Abriefdescriptionoftheconception，fabricationandapplicationsofRE—GMSMwaspresented．Somesuggestionsforthedevelopmentdirectionswerealsomentioned．
KeyWords：rareearthgiantmagneto-strictivematerials；fabrication；application
1前言
稀土超磁致伸缩材料（RE—GMM）主要是指稀土一铁系金属间化合物材料：铽镝铁(Tb-Dy-Fe)磁致伸缩材料。这类材料具有比铁、镍等大得多的磁致伸缩值，磁致伸缩应变(=△I／I)比一般磁致伸缩材料高约100倍，因此被称为稀土超磁致伸缩材料[1]。
铁磁性晶体在外磁场中被磁化时，其长度尺寸及体积大小均发生变化，去掉外磁场后，其又恢复原来长度与体积的现象被称为磁致伸缩或磁致伸缩效应[2]。磁致伸缩可分为：线磁致伸缩和体积磁致伸缩[3]。当磁性体被磁化时，沿磁化方向伸长或缩短，称为线磁致伸缩。发生线磁致伸缩时，磁性体的体积几乎不变。当磁化未达到饱和时，主要是产生线磁致伸缩，磁致伸缩一般均指线磁致伸缩。磁性体磁化状态改变时，体积发生膨胀或收缩的现象则称为体积磁致伸缩。磁性体磁化饱和以后主要产生体积磁致伸缩。在绝大部分磁性体中，体积磁致伸缩很小，实际的用途也很少，因此很少考虑它。目前国内外磁致伸缩材料主要有以下几大类：
(1)金属与合金磁致伸缩材料。如：Ni金属，Ni—Co合金，Ni—Co—Cr合金等镍和镍基合金，Fe—Ni合金，Fe一合金，Fe.Co—V合金等铁基合金。
(2)铁氧体磁致伸缩材料。如：Ni—Co和Ni—Co—Cu等铁氧体材料。
(3)锕系金属化合物[4]。
（4）稀土—过渡金属间化合物磁致伸缩材料。
其中以稀土—过渡金属间化合物磁致伸缩材料的研制开发最为成功，特别是铽镝铁磁致伸缩合金(Terfenol—D)的研制成功，更是开辟了磁致伸缩材料的新时代，成为稀土磁功能材料继稀土永磁材料之后的第二次重要突破。目前稀土超磁致伸缩材料已被广泛应用于各种尖端技术和军事技术中，对传统产业的现代化产生了重要的作用。近几年来，国外发达国家在这方面的工艺研究和应用研究已基本完成，开始向商品化的阶段过渡，已开发出近千种应用器件。我国在稀土超磁致伸缩材料上的研究始于上世纪90年代，至今已取得一定成果，理论研究已达到或接近国外先进水平，但在规模化生产，产品应用与开发等方面与国外仍有明显差距[1,5]。
2稀土超磁致伸缩材料的制备方法
稀土超磁致伸缩材料的制备方法主要有定向凝固法和粉末冶金法两种[1,5,6,7]。
2.1定向凝固法
定向凝固法的目的是在一次相变成型过程中控制合金样品的宏观晶体取向和凝固组织结构以提高其磁致伸缩性能。在理想情况下希望样品的轴向为<l11>方向，因为研究表明，稀土磁致伸缩应变具有各向异性特点，沿<111>方向最大。但实际上合金自身的特性及凝固特点决定了获得理想凝固组织是非常