Fe-Ga合金艾林瓦行为的组织调控与磁耦合机制研究

基本信息
批准号:51801053
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:李明明
学科分类:
依托单位:河北工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑文栋,魏嘉琪,李云开,王晓东
关键词:
FeGa合金磁弹性磁致伸缩艾林瓦效应
结项摘要

Elinvar effect is the phenomenon that the modulus of materials do not change or even increasing with temperature rising. It is the basis for developing a constant elastic alloy. With the development of aerospace and other fields, high temperature constant elastic alloy with good stability is highly desirable. Recently, researches show that Fe-Ga alloys should be good candidates for such applications. However, the structural controlling, alloying effects and mechanism of Elinvar effect in Fe-Ga alloys have been hardly concerned. Besides, the relationship with magnetism is not clear. This project is aimed to investigate the scientific issues of Elinvar behavior in Fe-Ga alloys, including (1) the quantitative analysis and accurate control between A2 and D03 phase and the corresponding Elinvar behavior; (2) the difference of atomic diffusion and Elinvar behavior with rising temperature due to crystal anisotropy; (3) the relationship between spontaneous magnetization and magnetostriction with Elinvar effect in Fe-Ga alloys etc. Through this project, the intrinsic relation among Elinvar behavior, composition, orientation and magnetic performance will be established. This work is hopefully to provide theoretical basis and technological guidance for the application of Fe-Ga alloys as constant elasticity alloy, and to be beneficial for the accuracy and stability of precision instruments at high temperatures.

艾林瓦效应是指物质的弹性模量在温度升高时基本不变甚至增加的现象,该效应是研制恒弹性合金的基础。随着航空航天等领域的发展,需要开发使用温度更为宽泛和性能稳定的高温恒弹性合金。最近研究表明Fe-Ga合金具有潜在的高温恒弹性性能,但关于其艾林瓦行为的组织控制、合金化影响以及调控机理尚无报道,并且其与磁性之间的相互关系尚不清楚。本项目拟对Fe-Ga合金A2/D03双相结构的定量分析、准确调控以及对应的艾林瓦行为,晶体各向异性对于升温过程中原子扩散行为以及艾林瓦特性的影响,自发磁化、磁致伸缩同Fe-Ga合金艾林瓦特性之间的关系规律等方面开展深入研究,建立Fe-Ga合金艾林瓦特性-成分-相结构-晶体学取向-磁性能之间的内在联系。从而为Fe-Ga合金在恒弹性合金领域中的应用提供理论和技术指导,进而保证精密仪器仪表在更宽温度区间的使用精度和稳定性。

项目摘要

艾林瓦效应是指物质的弹性模量在温度升高时基本不变甚至增加的现象,该效应是研制恒弹性合金的基础。随着航空航天等领域的发展,需要开发使用温度更为宽泛和性能稳定的高温恒弹性合金。Fe-Ga合金具有潜在的高温恒弹性性能,但关于其艾林瓦行为的组织控制、合金化影响以及调控机理尚无报道,并且其与磁性之间的相互关系不清楚。本项目研究了A2与D03双相结构Fe-Ga合金艾林瓦行为、晶体学取向对Fe-Ga合金艾林瓦特性的影响机制以及磁弹性耦合同Fe-Ga合金艾林瓦特性的联系规律。通过不同Ga含量、取向、相结构下Fe-Ga合金杨氏模量-温度特性研究,发现并解释了Fe-Ga合金杨氏模量-温度反常机制,其中首次发现并报导了Fe73Ga27合金升温相转变过程中的A1中间相结构。同时基于Fe-Ga合金大的磁弹性耦合效应与高的磁-应力敏感性,开展了Fe-Ga合金磁弹性传感应用基础研究,结果表明Fe-Ga合金非常有潜力在宽温域磁致伸缩式位移测量、非接触扭矩测量及触觉传感器等领域得到应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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