滞回特性小的超磁致伸缩合金Tb-Dy-Ho-Fe系相图与合金的制备及其磁性研究

超磁致伸缩材料可在许多高新技术领域应用，被视为提高国家高科技竞争力的战略性功能材料。课题针对超磁致伸缩材料存在的冶金和磁致伸缩滞回特性问题,提出研究Tb-Dy-Ho-Fe合金系的结晶过程、化合物的形成条件和均匀范围，确定(Tb,Dy)Fe2-(Tb,Ho)Fe2变温截面和(Tb1-x-yDyxHoy)Fe2化合物区域(Tb,Dy,Ho)Fez (1.6≤z≤2.4)的变温截面。研究晶粒取向的Tb-Dy-Ho-Fe合金的生长机制与制备技术，确定合金的成分、显微结构、磁致伸缩性能与制备工艺之间的变化关系。在不同应力条件下测试Tb-Dy-Ho-Fe合金的磁化强度、磁导率、磁晶各向异性、磁致伸缩及其滞回特性等，研究合金的磁化强度、磁晶各向异性和磁致伸缩随磁场与应力的变化关系，确定合金的磁化过程机制和磁致伸缩滞回特性的影响因素。研究可为发展新型稀土超磁致伸缩材料提供基本参数与理论指导。

稀土-铁磁致伸缩材料可在声纳换能器、精密致动器和特殊兵器等领域广泛应用。Tb0.3Dy0.7Fe2 磁致伸缩材料具有大的磁致伸缩和低的磁晶各向异性 K1，将Tb0.3Dy0.7Fe2与Tb0.15Ho0.85Fe2 进行成分补偿可以合成新的化合物Tb0.28Dy0.57Ho0.15Fe1.95等, 它们不但具有大的磁致伸缩，并且滞回特性也很小。显然，小的滞回特性对于换能器和精密致动器是非常重要的。为了发展Tb-Dy-Ho-Fe磁致伸缩材料，解决Tb-Dy-Ho-Fe磁致伸缩材料存在的科学问题，课题开展了Tb-Dy-Ho-Fe系合金的相图及其磁致伸缩性能的研究工作。研究可为确定Tb-Dy-Ho-Fe磁致伸缩材料的制备工艺提供理论依据和指导。.研究计划执行情况: 1）建立了Tb-Dy-Ho-Fe 系Tb0.15Ho0.85Fey—Tb0.3Dy0.7Fey (y=1.85, 1.9, 2.0) 和Tb0.26Dy0.49Ho0.25Fex (1.6≤ x ≤ 2.4)合金的变温截面，确定了TbFey — DyFey — HoFey (y=1.85, 1.9, 2.0) 等温截面。2）确定了(Tb0.3Dy0.7Fe1.9)1-x(Tb0.15Ho0.85Fe1.9)x与(Tb0.3Dy0.7Fe2)1-x(Tb0.15Ho0.85Fe2)x合金的结构、磁致伸缩与滞回特性。3）制备了取向Tb-Dy-Ho-Fe 和Fe-Ga-Al合金，研究晶粒取向合金的生长机制、显微组织和磁致伸缩性能之间的关系，确定合金的制备工艺对显微组织和磁致伸缩性能的影响规律。4) 在不同温度和压力下，研究了Tb-Dy-Ho-Fe合金的磁化强度、磁导率、磁致伸缩及其滞回特性，建立了磁场、应力、温度作用下的磁致伸缩模型，揭示了合金磁化过程机制。 .研究工作取得的成果在期刊发表论文21 篇，会议发表论文17篇，接收待发表论文4 篇，发明专利6项，实用新型专利9项。培养博士生2人，硕士生14人，共有6 人次参加国际学术会议，12人次参加全国学术会议，完成了项目的预期计划。