硼添加对Fe-Ga合金相结构和磁致伸缩的影响
Fe-Ga(Al)磁致伸缩合金薄带与涂层的制备、性能及应用基础研究
Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金薄带与涂层的制备、性能及应用基础研究摘要：磁致伸缩合金（Magnetostrictive Alloy）是一种可以通过磁场改变形状的智能材料，广泛应用于微机电系统和磁传感器等领域。
Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金因其良好的磁致伸缩性能和良好的可加工性，受到了研究者的广泛关注。
本文通过粉末冶金法、高速扫描恒温电沉积法等方法制备了Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金薄带和晶界涂层。
通过SEM/EDX、XRD等测试手段对其组织结构、化学成分、磁性能进行了研究。
结果表明，通过合适的制备工艺可以获得良好的组织结构和磁性能。
同时，利用磁致伸缩法、电阻法等测试手段，研究了增大外场、温度等因素对Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金薄带的影响。
最后探讨了Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金薄带和涂层在微机电系统、磁传感器等领域的应用前景。
关键词：磁致伸缩合金；Fe-Ga（Al）；薄带；涂层；微机电系统；磁传感器Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金薄带与涂层的制备、性能及应用基础研究1.引言磁致伸缩材料是一类通过外界磁场作用而发生形状变化的智能材料。
近年来，随着微机电系统、磁传感器等领域的发展，磁致伸缩材料逐渐得到了广泛的应用和关注。
作为磁致伸缩材料中的重要一类，Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金因其优异的磁致伸缩性能和良好的可加工性，被广泛应用于微机电系统、磁传感器等领域。
2.实验部分2.1材料制备本研究采用粉末冶金法和高速扫描恒温电沉积法制备了Fe-Ga （Al）磁致伸缩合金薄带和晶界涂层。
具体步骤如下：2.1.1粉末冶金法（1）准备原料本研究采用高纯度的Fe、Ga（Al）粉末作为原料，按照质量比为Fe：Ga（Al）=2：1的比例混合。
（2）混合将Fe、Ga（Al）粉末混合，并利用球磨机在紫外灯照射下滚球混合2h，直至混合均匀。
（3）冶炼将混合后的粉末装入石墨舟中，进行氩气保护下的真空感应熔炼，得到熔融合金。
（4）轧制将熔融合金进行轧制，得到Fe-Ga（Al）磁致伸缩合金薄带。
Fe-Ga合金磁致伸缩性能研究进展
Fe-Ga合金磁致伸缩性能研究进展摘要：与稀土磁致伸缩材料Tefernol-D相比，Fe-Ga合金具有饱和磁场低、磁导率高、强度高、脆性小和温度特性好等特点，其潜在的应用范围更为广泛，尤其适用于强震动、大负荷、强腐蚀等较为恶劣的工作环境。
本文重点介绍了Fe-Ga 合金磁致伸缩的变形机制、制备工艺、合金成分、微观结构及性能等方面的研究进展。
关键词：Fe-Ga合金磁致伸缩研究进展0 引言磁致伸缩材料由于具有磁一弹耦合系数大、输出应力大、机械响应快、稳定性强等优良特性，在机器人、汽车、制动器、传感器、换能器、位移控制器、高能微动力装置、声学、磁学等领域呈现出重要的使用价值及广阔的应用前景。
从应用的角度看，具有良好工业应用前景的磁致伸缩材料一般应具有以下几个方面的特征：磁致伸缩系数大，能将更多的磁能转化为机械能；驱动磁场较小，能在较低的磁场下实现较大的磁致伸缩应变；居里温度较高，能广泛应用于各种高温环境；材料成本较低，制备工艺简单。
目前被广泛应用的磁致伸缩材料是以Terfenl-D为代表的稀土金属间化合物，它们的磁致伸缩值一般在(1000～2000)×10−6之间，但是由于在一般应用中需要较高的磁场，而且本身比较脆，另外由于重稀土Tb、Dy价格昂贵，生产成本较高，限制了Terfenl-D的应用。
以Heusler合金Ni2MnGa为代表的铁磁形状记忆合金由于兼有热弹性马氏体相变应变和磁控形状记忆效应，其磁控形状记忆效应兼具输出应变大、响应频率快等特点，因而在磁致伸缩材料方面也有较广阔的应用前景。
但该合金居里温度较低、所需驱动磁场大、材料脆性高等，不能很好地满足实际应用需要，国内外许多研究小组正在采取替代、掺杂、改进制备工艺等方法来积极改进该材料的性能，但仍不太理想。
近几年研究人员发现，在Fe中加入非磁性元素Ga能使其磁致伸缩系数增加十倍乃至几十倍，纯铁的磁致伸缩系数仅20×10−6左右，而加入Ga之后，其单晶体沿〈100〉晶向的饱和磁致伸缩系数达到400×10−6。
Fe-Ga合金磁致伸缩性能研究进展
Fe-Ga合金磁致伸缩性能研究进展摘要：与稀土磁致伸缩材料Tefernol-D相比，Fe-Ga合金具有饱和磁场低、磁导率高、强度高、脆性小和温度特性好等特点，其潜在的应用范围更为广泛，尤其适用于强震动、大负荷、强腐蚀等较为恶劣的工作环境。
本文重点介绍了Fe-Ga 合金磁致伸缩的变形机制、制备工艺、合金成分、微观结构及性能等方面的研究进展。
关键词：Fe-Ga合金磁致伸缩研究进展0 引言磁致伸缩材料由于具有磁一弹耦合系数大、输出应力大、机械响应快、稳定性强等优良特性，在机器人、汽车、制动器、传感器、换能器、位移控制器、高能微动力装置、声学、磁学等领域呈现出重要的使用价值及广阔的应用前景。
从应用的角度看，具有良好工业应用前景的磁致伸缩材料一般应具有以下几个方面的特征：磁致伸缩系数大，能将更多的磁能转化为机械能；驱动磁场较小，能在较低的磁场下实现较大的磁致伸缩应变；居里温度较高，能广泛应用于各种高温环境；材料成本较低，制备工艺简单。
目前被广泛应用的磁致伸缩材料是以Terfenl-D为代表的稀土金属间化合物，它们的磁致伸缩值一般在(1000～2000)×10−6之间，但是由于在一般应用中需要较高的磁场，而且本身比较脆，另外由于重稀土Tb、Dy价格昂贵，生产成本较高，限制了Terfenl-D的应用。
以Heusler合金Ni2MnGa为代表的铁磁形状记忆合金由于兼有热弹性马氏体相变应变和磁控形状记忆效应，其磁控形状记忆效应兼具输出应变大、响应频率快等特点，因而在磁致伸缩材料方面也有较广阔的应用前景。
但该合金居里温度较低、所需驱动磁场大、材料脆性高等，不能很好地满足实际应用需要，国内外许多研究小组正在采取替代、掺杂、改进制备工艺等方法来积极改进该材料的性能，但仍不太理想。
近几年研究人员发现，在Fe中加入非磁性元素Ga能使其磁致伸缩系数增加十倍乃至几十倍，纯铁的磁致伸缩系数仅20×10−6左右，而加入Ga之后，其单晶体沿〈100〉晶向的饱和磁致伸缩系数达到400×10−6。
【材料课堂】添加硼（B）对钢的影响
【材料课堂】添加硼（B）对钢的影响高强度低合金钢既可以用于摩天大楼和大跨度桥梁，也可以用于管线管、超大型船只、近海岸压力容器等。
然而，为了制造这些设备，要求所使用的低合金钢需同时满足高的强度和冲击韧性以及良好的焊接性能。
运用TMCP，硼元素可以用来代替碳和其他合金元素来增强强度，即使加入少量的硼（100ppm以下）也能够影响钢的微观结构和机械性能。
由于微量硼的控制和检测技术的发展，在钢中加入硼元素开始受到重视。
硼可以通过晶界偏聚增强钢的淬透性，还可以在晶界析出或者影响碳化物和其他析出物的析出速率。
实验证明，硼的偏析最初是增加的，然后随着热输入的增加而减小。
众所周知，即使作为合金元素的硼的少量添加也可以通过偏析增加钢的淬透性。
尽管硼含量非常低，但在非常缓慢的冷却速率条件下，如2℃/s和1℃/s，马氏体可以形成。
焊接热输入是各种焊接参数中非常重要的因素，因为热循环，如焊接过程中的加热和冷却速度，都由热输入决定。
因此，焊接的微观结构和机械性能可以受到热输入的极大影响。
此外，热输入可以影响硼偏析，因为硼偏析行为由热循环决定。
不管外部应力如何，晶界处的硼偏析水平最初增加，然后随着热输入的增加而减小。
这意味着最高水平的硼偏析可能发生在中间热输入处，即存在临界热输入。
研究认为，这样的结果是由于硼在非平衡晶界偏析之后随着在高温下暴露时间的增加而反向扩散导致的。
换句话说，非平衡偏析最初可能发生在低热输入处。
然后随着冷却速率的降低和高温下暴露时间的增加，空位硼络合物的扩散时间增加可以提高硼偏析的水平。
最后，由于临界热输入后硼浓度的差异，偏析的硼原子可以从晶界扩散到晶粒内部。
根据以往的研究，硼可以有效地抑制铁素体相的形成。
淬透性只能受到硼晶界偏析的影响。
随着硼的添加，淬透性增加，并且基于铁素体结构的粒状贝氏体相被有效地抑制。
因此，尽管在缓慢的冷却速率，如5℃/s和2℃/s条件下冷却，但在较低温度下仍主要观察到马氏体和贝氏体铁素体之类硬度更高的相。
Fe-Ga合金磁致伸缩性能的研究进展
Ｆ— ｅＧａ合 金 磁 致 伸 缩 性 能 的 研 究 进 展 ＊
张光 睿 ，江 丽 萍 ，吴双 霞 ，郝 宏 波
（ 头 稀 土 研 究 院 ，内 蒙古 包 头 包 摘 ０ ４ １） １０ ０
要 ： 绍 了 Ｆ — 合 金 磁 致 伸 缩应 变 的 机 制 ， 重 阐述 了 Ｆ－ ａ磁 致 伸 缩 材 料 的 成 分 、 备 工 艺 、 介当 ａ的电子 填充 到 Ｆ ｅ的 ３ 上 ｄ 后 ， 大 了与 ３ 一的差值 ， 成 Ｆ 原 子磁 矩 的增 加 ． 增 ｄ 造 ｅ
Ｓ ｉ ｋ ｕ ｏ ｒｃ ａ 等人 认 为 ， ｒ ｕ ｈ ｍｂ ｗｏ ｎ ｈ ｉ ｓ ｄ层全 满或 全 空 的非 磁性 元 素 影 响 Ｆ ｅ原 子 的 自旋一 道 耦 合 ， 而 轨 从
用 的有 Ｔ ｒｅ ｌ ｅｆｎ— Ｄ等 稀 土 超 磁 致 伸 缩 材 料 ， 磁 致 其 伸缩值 一般 为 ｌ ０ ～ ２ ０ ‘金 属 Ｆ ×１ ×１ ＿ ； ｅ的磁 致
原子后 ， 原 子取 代 Ｆ Ｇａ ｅ原 子形 成 Ｆ — ｅＧａ固溶体 ． 在 过 渡金 属 的 ３ ｄ能带 中 ， 由于 电 子 的交 换作 用 ， ｄ能 ３ 带 劈裂 为 ３ 和 ３ 两 个 次 能带 ． ｄ ｄ 由于 Ｆ — ｅＧａ合 金
第 ４卷
第 ｌ 期
材
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研
究
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Ｖｏ１． Ｎ Ｏ ４， ．１ Ｍ ａｒ．２Ｏ ｌＯ
２ ０ 年 ３ 月 ｌ０
Ｍ ＡＴ ＥＲＩ ＬＳ ＥＳＥＡ ＲＣＨ Ｎ Ｄ ＰＰＬＩ Ａ Ｒ Ａ Ａ ＣＡＴ Ｉ ＯＮ
文章 编 号 ： ６ ３ ９ ８ （ ０１ ） １０ ０ － ４ １ ７ － ９ １ ２ ０ ０ — ０ ５０
快淬fe_(85)ga_(15)合金的显微组织和磁致伸缩性能
快淬fe_(85)ga_(15)合金的显微组织和磁致伸缩性能Fe_(85)Ga_(15)合金的显微组织与磁致伸缩性能是在金属材料中最为基本的特征之一。
它们不仅影响着材料的机械性能，同时也对材料的电磁性能有很大的影响。
本文详细的对Fe_(85)Ga_(15)合金的显微组织和磁致伸缩性能进行了介绍。
Fe_(85)Ga_(15)合金具有良好的拉伸性能，其显微组织由马氏体组织构成，由于其具有高熔点，因此它们在高温下具有良好的熔流性。
Fe_(85)Ga_(15)合金显微组织几乎没有间接组织，基材的组织良好，变形量大，密度密封特性良好，微观细节清晰，材料性能可靠。
Fe_(85)Ga_(15)合金的磁致伸缩性能也是其电磁性能的重要组成部分。
Fe_(85)Ga_(15)合金具有很好的磁致伸缩性能，可以在低磁场强度下较大的应变。
其磁致伸缩性能得益于异常热处理在材料内部形成许多空气道，空气道具有很好的半导体特性，当放置于低磁场强度条件下，空气道内发生热量传递，金属材料大量变形，产生大量的磁致伸缩应力，以达到大的应变的要求。
Fe_(85)Ga_(15)合金也有很好的耐蚀性能，可以耐受一定的耐温度和耐腐蚀性能，同时具有良好的韧性、高密度密封特性和零件加工性能，使其在空间机械结构材料中得到更广泛的应用。
Fe_(85)Ga_(15)合金通过其良好的显微组织结构以及磁致伸缩性能的优势，可以实现出高性能的金属材料，这不仅有利于扩大Fe_(85)Ga_(15)合金的应用范围，而且还可以在一定程度上改善材料的使用性能。
因此，Fe_(85)Ga_(15)合金在许多领域依然受到同行的青睐。
Fe_Ga合金磁致伸缩性能的研究进展
收稿日期:2009 07 24*基金项目:国家自然科学基金项目(50561001);国家 863 项目(2008AA042207)作者简介:张光睿(1982 ),甘肃古浪人,助工,本科.第4卷 第1期材 料 研 究 与 应 用V o1.4,N o.12010年3月M A T ERIA L S RESEA RCH A ND AP PL ICAT IONM ar .2010文章编号:1673 9981(2010)01 0005 04Fe Ga 合金磁致伸缩性能的研究进展*张光睿,江丽萍,吴双霞,郝宏波(包头稀土研究院,内蒙古包头 014010)摘 要:介绍了F e Ga 合金磁致伸缩应变的机制,着重阐述了F e Ga 磁致伸缩材料的成分、制备工艺、微观结构及热处理等方面的研究进展.关键词:Fe G a 合金;磁致伸缩;进展中图分类号:T G 132 2文献标识码:A磁致伸缩材料是一种磁性功能材料,其应用领域广泛,特别是在航空航天、军事等领域中.目前应用的有Terfenl D 等稀土超磁致伸缩材料,其磁致伸缩值一般为1 10-3~2 10-3;金属Fe 的磁致伸缩值约为2 10-5,但加入非磁性元素Ga 后,其磁致伸缩值增加十倍乃至几十倍[1].目前,报道的Fe Ga 单晶体沿<100>晶向的饱和磁致伸缩系数达4 10-4左右[2],与T er fenl D 等稀土超磁致伸缩材料相比,其饱和磁场小、磁场灵敏度高.Fe Ga 合金具有良好的延展性、可热轧、抗拉强度较高、很好的温度特性及能够在较宽的温度范围内使用,所以Fe Ga 合金在各领域中有着广阔的应用前景[3 4].1 Fe Ga 合金的磁致伸缩应变机制Fe Ga 合金的磁致伸缩应变主要是在磁化过程中非180 畴壁位移或磁矩的转动造成的,磁畴的畴壁位移及磁矩的转动与合金的取向和磁矩有密切关系,Fe Ga 合金的易磁化方向为<100>方向,对于<110>轴向取向的多晶合金,当在磁矩取向[110]方向施加一磁场时,为了减小静磁能,<100>轴向取向合金的磁矩会向[110]方向旋转,各个晶粒的磁致伸缩应变都沿[110]方向做有序排列,因而Fe Ga 合金表现出大的磁致伸缩应变.加入非磁性的Ga原子后,Ga 原子取代Fe 原子形成Fe Ga 固溶体.在过渡金属的3d 能带中,由于电子的交换作用,3d 能带劈裂为3d +和3d -两个次能带.由于Fe Ga 合金中3d 和4s 是混合带,Ga 原子的外层电子可以补充或减少各能带中的电子,Fe 和Ga 的原子序数相差5,Ga 的4s 和4p 能带上的电子不能全部填充到Fe 原子的3d 能带上,当Ga 的电子填充到Fe 的3d +上后,增大了与3d -的差值,造成Fe 原子磁矩的增加.Sr isukhumbo w ornchai 等人[5]认为,d 层全满或全空的非磁性元素影响Fe 原子的自旋 轨道耦合,从而提高了材料的磁致伸缩性能.Si,Ge 及B 等元素具有与Ga 相似的电子结构,同Ga 元素一样可以提高Fe 的磁致伸缩性能.2 磁致伸缩性能研究的进展2.1 合金成分及制备方法合金成分及相结构对Fe Ga 合金的磁致伸缩性能有较大的影响.在室温下Ga 元素在Fe 中的平衡固溶度为11%,当温度为1037 时其固溶度为36%,在亚稳态过饱和固溶体中可以达到30%以上.文献[6 7]的研究结果表明:当单晶<100>取向、4%<w (Ga)<19%时,Fe Ga 合金的饱和磁致伸缩应变随Ga 含量的增加而增加,并在Ga 含量为19%时达到极大值;当19%<w(Ga)<24%时,合金的磁致伸缩系数随Ga含量的增加而减小,并在Ga含量为24%处时降到极小值;随Ga含量的继续增加,磁致伸缩系数也增加,在27%附近处又达到极大值.添加元素对Fe Ga合金的磁致伸缩性能有影响,Sr isukhumboeornchai,Borm io,Dai及Restor ff 等人[8 11]均发现,在多晶体合金中用少量的A l取代Ga或者用Co取代Fe,都能使合金的磁致伸缩性能增加,但在室温下往单晶合金中加入少量的Ni或Al,反而使单晶<100>取向合金的磁致伸缩系数下降.Clark等人[12]研究发现,在Fe Ga合金中Ga 含量低于21%时, (111)为负值;Bozorth[13]在研究用少量的Ni取代Fe以降低 (111)值的试验中发现,在降低 (111)值的同时也降低了 (100)值.龚彦等人[14]研究B添加对Fe Ga合金相结构及磁致伸缩性能的影响时发现,在铸态的(Fe0.81Ga0.19)100-x B x 中主要有A2相、Fe2B相和L12相,淬火后出现DO3相,铸态合金(Fe0.81Ga0.19)100-x B x的磁致伸缩性能比Fe81Ga19的差,当x<10%时,经油淬处理后合金(Fe0.81Ga0.19)100-x B x的磁致伸缩值比Fe81Ga19的大,但当x>10%时其性能有所下降.高芳等人[15]研究了添加Si和Ge对Fe Ga合金的磁致伸缩性能的影响时发现,当添加少量的Si或Ge不会明显降低合金的饱和磁致伸缩值;当Si或Ge含量超过1 9%时,饱和磁致伸缩值明显减小.总的来说,A l 取代Ga有利于合金的磁致伸缩性能增加,但B,Si 和Ge的添加对合金的磁致伸缩性能影响不大.由于取向对Fe Ga合金的性能有很大的影响,所以多晶合金的性能大多低于单晶合金,Kumagai 等人[16]利用浮区法分别制备出了A2,B2和DO3相的单晶合金Fe1-x Ga x(x=0.24~0.25)并发现,在平行于磁场方向,A2相单晶合金的磁致伸缩系数最大,B2相单晶合金次之,DO3相单晶合金的磁致伸缩系数最小.Clark等人[17]采用布里吉曼法,通过严格控制熔炼气氛及工艺参数,解决了向下抽拉速度慢导致Ga严重挥发的问题,制备出了具有<100>取向的单晶Fe Ga合金,其饱和磁致伸缩系数约为4 10-4.韩志勇等人[18]制备的Fe83Ga17合金的磁致伸缩系数为2 10-4左右.刘国栋等人[19]采用甩带急冷的方法制备了Fe85Ga15合金并发现:当磁场的方向始终垂直于甩带面时,在沿带面方向上的磁致伸缩系数非常大,达到-13 10-4;在厚度方向上的磁致伸缩系数也达到11 10-4(误差小于10%);通过甩带合金样品自由生长面的XRD图谱,可以清楚地看到(110), (200)和(211)立方相的三个主峰,说明合金基本保持了 Fe相的bcc结构.甩带的磁致伸缩系数增大的原因,一是薄带样品造成的形状各向异性,二是大量Ga原子团簇的出现和择优取向的产生.江洪林等人[20]采用熔体快淬方法制备出不同厚度的Fe83Ga17合金薄带,其磁致伸缩系数达到-21 10-4,并且发现磁致伸缩系数与薄带的厚度有密切关系,通过XRD图谱发现存在DO3相.所以,采用甩带等快淬方法制备出来的合金,其磁致伸缩性能得到很大地提高.2.2 合金相结构韩志勇等人[18]研究棒状Fe83Ga17合金发现:在热处理过程中从高温缓慢冷却到室温,合金进入bcc+L12两相区后,亚稳的长程有序的DO3相析出;而合金从高温水淬快冷到室温,长程有序的DO3相则被抑制,合金保持无序的bcc结构.炉冷样品的磁致伸缩系数为217 10-6,快淬样品的磁致伸缩系数为232 10-6,说明棒状样品中的DO3相对磁致伸缩性能不利.由于熔体快淬制备的合金薄带保持了无序的bcc结构且产生了DO3相,因此薄带合金样品的磁致伸缩系数远大于棒状样品,这是由于两种样品中DO3相晶格的参数不同.江洪林等人[20]认为,薄带中的DO3相是对称性有缺陷的DO3相,不对称的Ga Ga原子对可造成局部的应变及削弱剪切模量,从而提高薄带的磁致伸缩能量密度,使薄带的磁致伸缩性能得到提高.Fe Ga磁致伸缩材料为体心立方结构,它具有高的磁致伸缩各向异性.Kumagai等人[16]研究发现, <100>方向的磁致伸缩系数最大,偏离<100>方向的<110>和<111>晶系的磁致伸缩系数较低.所以,通过材料的轴向织构可以有效地改善其磁致伸缩性能.Clark等人[17]制备的具有<100>取向的单晶Fe81Ga19合金的磁致伸缩系数接近4 10-4.Na 等人[21]将(Fe81.3Ga18.7)+0.5%B合金通过控制退火条件及在合金表面掺杂S,轧制后得到了立方织构{100}取向的薄片,在1200 下退火2h后淬冷,得到的最大磁致伸缩系数为2 10-4.对于有序度对合金性能的影响,Wuttig[22]和Clark[12]认为,磁6材 料 研 究 与 应 用2010致伸缩是由在无序的Fe结构中沿特定晶体取向方向上的Ga原子短程有序引起的,并且认为在Ga含量较低的条件下,随着Ga含量的增加,合金中的原子短程有序相的数量会增加.Bai[23]等人通过磁力显微镜发现,随着Ga含量的增加,磁畴尺寸变小,形态越来越不规则.2.3 热处理工艺根据Fe Ga合金的相图[8],Ga原子质量分数在15%~30%变化时,不同的制备条件下会出现A2, DO3,L12,B2及DO19等多种相结构,通过不同的热处理工艺可以改变合金的性能.Kaw am iy a N.等人[24]研究Fe83Ga17合金时发现,在570 以上该合金为无序的bcc结构,从高温缓冷至室温,合金进入由无序的bcc结构和有序的L12结构组成的两相区,L12为有序的面心立方Fe3Ga相结构,由于L12相的析出过程非常缓慢,因此合金的相结构为亚稳DO3相结构.Ikeda等人[25]利用常规的扩散偶技术通过TEM,SEM和EDS等测试手段绘制了富Fe部分的Fe Ga相图,并确定了各个相之间的相互转变温度,为热处理提供了参考依据.韩志勇等人[18]对热处理后炉冷和淬火冷却至室温后的Fe83Ga17合金进行了中子衍射及差热分析,且研究了相结构变化对Fe83Ga17合金磁致伸缩性能的影响.结果表明:经淬火处理的样品磁致伸缩系数明显增大,并且随着压力的增加而增大,在25M Pa预压力的作用下,饱和磁致伸缩系数达到了32 10-5;中子衍射实验结果表明,Fe83Ga17在自高温冷却至室温过程中,在炉冷冷却过程中出现了DO3相结构,在淬火处理快速冷却至室温的过程中,DO3相被有效地抑制了.Sr isukhumbow ornchai等人[8]利用铸态的多晶Fe72.5Ga27.5合金,研究多晶相与磁致伸缩性关系时发现:该合金在730 下保温220h后得到 相,比875 下淬火得到的A2相的磁致伸缩略有降低;在650 下保温400h后得到DO19相,材料表现出很小的磁致伸缩性能;在500 退火72h、再在300 下退火266h后得到L12相,这时发现合金的磁致伸缩系数为负值.3 结 语从目前的研究可知,Fe Ga合金材料的磁致伸缩性能不如Terfenl D合金及NiMnGa合金的磁致伸缩性能.所以,现在的关键问题是如何提高Fe Ga 合金材料的磁致伸缩性能及对影响磁致伸缩性能的因素进行研究.由于微观结构对材料性能起决定性地作用,目前对Fe Ga合金材料微观组织结构方面及力学性能方面的研究比较少,缺乏理论模型及系统性.因此,在微观组织结构及力学性能方面还需要进行大量地研究.热处理工艺对Fe Ga合金的相组织有较大地影响,应进行系统地研究,为以后的生产应用打下基础.参考文献:[1]刘国栋,李养贤,胡海宁,等.甩带Fe85Ga15合金的巨磁致伸缩研究[J].物理学报,2004,53(9):3191.[2]李勇胜,张世荣,杨红川,等.Fe G a合金磁致伸缩材料的研究进展[J].稀有金属,2006,30(5):667 670.[3]K 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opy and magnetostr ictio n in o rdered and disordered Fe G a sing le crystals[J].Jour nal of M ag netism and M agnetic M at erials,2004,272 276:2060 2061.[17]CLA RK A E,WU N F OG L E M,R EST O RF F J B,et a l.M ag net ostrict ive pr operties of Galfeno l alloys un der co mpr essive stress[J].M aterials T r ansactio ns,2002,43(5):12.[18]韩志勇,马芳,张茂才,等.F e83G a17合金热处理过程中的磁致伸缩性能和结构分析[J].北京科技大学学报,2006,28(6):539 541.[19]刘国栋,李养贤,胡海宁,等.甩带Fe85Ga15合金的巨磁致伸缩研究[J].物理学报,2004,53(9),3191 3194. [20]江洪林,张茂才,高学绪,等.快淬Fe83Ga17合金薄带的显微组织和磁致伸缩性能[J].金属学报,2006,42(2):177.[21]NA S M,FL A T A U A B.M ag neto st riction and sur faceener gy induced select ive gr ain g ro wth in r olled g alfenol doped with sulfur[J].Smart Structures and M ater ials 2005:Active M aterials:Behav ior and M echanics,2005,5761:192.[22]W U T T I G M,LIY A N G D,JA M ES C.Elasticit y andmag neto elasticity of Fe Ga solid so lutio ns[J].A pplied P hysics Letter s,2002,80:1135.[23]BAI F eiming,L I Jiefang,V IEH LA N D D,et al.M agnetic for ce micr oscopy investig atio n o f domain struc tures in F e x at.%Ga sing le cr ystals(12<x<25)[J].Jour nal of A pplied Physics,2005,98:023904. [24]K A WA M IY A N.M agnetic pro per ties and m ssbauerinv est igations of Fe G a alloys[J].P hys Soc Jpn,1972,33(5):1318.[25]IK EDA O,K AIN U M A R,OH N U M A I,et a l.Phaseequilibr ia and sta bility o f ordered b.c.c.phases in theF e rich por tion of the F eG asystem[J].Journal o f Alloys and Com pounds,2002,347:198.Development of magnetostrictive properties of Fe Ga alloysZ HA N G G uang rui,JIA N G L i ping,WU Shuang x ia,H A O H ong bo(Baotou Resear ch I nstitute of Rar e Earths,B aotou014010,China)Abstract:T he magnetostrictive str ain m echanism of Fe Ga alloys w as introduced,including the recent de v elo pm ent abo ut com positio ns,preparing processes,micro structures and heat tr eatment of magnetostric tive m aterial.Key words:Fe Ga alloys;m agnetostriction;dev elo pment8材 料 研 究 与 应 用2010。
Fe-Ga合金的研究
磁致伸缩材料Fe-Ga合金的研究摘要：采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法制备了过冷度分别为100K、147K和276K 的Fe83Ga17合金，对不同过冷度的Fe83Ga17合金进行定向激发以获得具有轴向择优取向的棒材。
利用金相显微镜和X射线衍射分析技术研究了定向激发Fe83Ga17合金在不同过冷度条件下的显微组织和择优取向。
结果发现：过冷度为100K的合金其凝固组织为细小的粒状晶或准球状晶，过冷度为276K的合金，晶粒尺寸增大，形态上表现为等轴晶，晶粒内部存在大量亚晶界，过冷度增加至300K的合金经定向激发后晶粒进一步粗化，晶粒呈一定的取向沿轴向方向排列。
X射线衍射分析表明深过冷Fe83Ga17合金经过定向激发后其凝固组织具有明显的〈110〉择优取向，其中过冷度为147K的合金定向激发后出现有利于磁致伸缩性能的〈100〉取向。
关键字：Fe-Ga合金磁致伸缩材料深过冷定向凝固Abstract: By using glass fluxing combined with superheating cycling method to prepare Fe83Ga17alloy with the undercooling of 100K, 147K and 276K respectively. Make each kind of alloy directional solidification in order to get the axial preferred orientation. The microstructure and preferred orientation of Fe83Ga17alloys with different undercooling are studied by optical microscope and X-Ray diffraction analysis technology. The results found that the solidification organization of Fe83Ga17alloy with undercooling of 100K is tiny granular crystai or quasi ball crystal. For undercooling of 276K, grain size increased, there are more subgrain boundary in the grain. When the undercooling increase to 300K, the grain size more increasing and the grain distributes along the axial with certain orientation. X-ray diffraction analysis shows that the solidification organization of deep supercooling Fe83Ga17alloy after directional solidification has obvious < 110 > preferred orientation. The alloy with the undercooling of 147K has < 100 > orientation in which the magnetic is easy obtained.Key words: Fe83Ga17alloy; magnetostrictive material;undercooling; rapid directional solidification;1、研究磁致伸缩材料的背景：磁致伸缩材料是一种具备磁致伸缩特性的材料，通常是可将电能转换为机械能或将机械能转换为电能的金属、合金以及铁氧体等磁性材料的统称。
Fe_Ga磁致伸缩材料研究进展_胡权霞
第37卷第1期Vol．37No．1稀有金属CHINESE JOURNAL OF RARE METALS2013年1月Jan．2013收稿日期:2012－06－19;修订日期:2012－07－18基金项目:国家科技部863计划资助项目(2011AA03A404)作者简介:胡权霞(1981－)，女，安徽人，硕士研究生，工程师;研究方向:磁性材料*通讯联系人(E －mail :yudb2008@126．com )Fe-Ga 磁致伸缩材料研究进展胡权霞，于敦波*，杨红川，李扩社(北京有色金属研究总院稀土材料国家工程研究中心，有研稀土新材料股份有限公司，北京100088)摘要:Fe-Ga 合金是人们在新型高性能磁致伸缩材料探索中的一个重要发现，具有高应力灵敏度、良好的热-机械性能和磁致伸缩性能，填补了传统磁致伸缩材料和稀土超磁致伸缩材料之间的空白，在超声领域和微位移器等方面有较大的潜在应用价值，应用前景广阔。
本文从Ga 含量及相结构、第三组元、制备方法、压力和温度四个部分阐述Fe-Ga 磁致伸缩材料的研究进展及研发趋势，总结了Ga 含量及相结构、第三组元对Fe-Ga 合金的磁致伸缩性能的影响，Fe-Ga 合金的磁致伸缩性能与Ga 含量密切相关，不同的第三组元对合金磁致伸缩性能的影响也不同;Fe-Ga 合金的制备方法主要有定向凝固法、甩带急冷法、轧制法、拉丝法等方法，比较了各种制备方法对材料性能的影响;阐述了应力场和温度对Fe-Ga 合金的磁致伸缩性能的影响，其中应力场对Fe-Ga 合金的磁致伸缩性能有积极影响，但Fe-Ga 合金磁致伸缩的温度依赖性比较复杂，磁致伸缩随温度变化的幅度与趋势都取决于合金结构。
关键词:Fe-Ga 合金;磁致伸缩性能;研究进展doi :10．3969/j．issn．0258－7076．2013．01．029中图分类号:TM273文献标识码:A文章编号:0258－7076(2013)01－0164－07Development of Magnetostrictive Properties of Fe-Ga AlloyHu Quanxia ，Yu Dunbo *，Yang Hongchuan ，Li Kuoshe(National Engineering Research Center for Rare Earth Materials ，General Research Institute for Nonferrous Metals ;GRIREM Advanced Materials Co．Ltd．，Beijing 100088，China )Abstract :During the process of exploring new high-performance magnetostrictive materials ，Fe-Ga alloy was an important discoverywith high stress sensitivity ，good thermal-mechanical properties and magnetostrictive properties．It filled the blank between the tradi-tional magnetostrictive materials and rare earth giant magnetostrictive materials ，and had significant potential application value and wide application prospects in ultrasonic field and micro displacement device．This article introduced recent R ＆D progress and trend of Fe-Ga alloy from following four parts :Ga content and phase structure ，the third element ，preparation method and pressure ＆tem-perature．It summarized the influence of Ga content ＆phase structure and the third element on the magnetostrictive properties of Fe-Ga alloy．The magnetostrictive properties of Fe-Ga alloy were closely related to Ga content ;different third elements had different influ-ence on magnetostrictive properties of Fe-Ga alloy．The preparation methods of Fe-Ga alloy mainly include directional solidification method ，melt-spun method ，rolling method ，drawing method ，etc．The influences of different preparation methods on material proper-ties were also compared．The article also explained the influence of stress field and temperature on magnetostrictive properties of Fe-Ga alloy．The stress field had positive influence on magnetostrictive properties of Fe-Ga alloy．But the temperature dependence of the Fe-Ga alloy's magnetostrictive properties was complex and the magnetostrictive amplitude and trend of Fe-Ga alloy in different tempera-tures were subject to its alloy structure．Key words :Fe-Ga alloy ;magnetostrictive properties ;recent developmentFe-Ga 合金是继传统磁致伸缩材料(Ni ，Fe-Al 等)和Tb-Dy-Fe 稀土超磁致伸缩材料之后出现的一种新型磁致伸缩材料，是人们在新型高性能磁致伸缩材料探索中的一个重要发现，具有高应力1期胡权霞等Fe-Ga磁致伸缩材料研究进展165灵敏度、良好的热-机械性能和磁致伸缩性能，填补了传统磁致伸缩材料和稀土超磁致伸缩材料之间的空白，在超声领域和微位移器等方面有较大的潜在应用价值［1－6］。
Fe-Ga合金的研究
磁致伸缩材料Fe-Ga合金的研究摘要：采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法制备了过冷度分别为100K、147K和276K 的Fe83Ga17合金，对不同过冷度的Fe83Ga17合金进行定向激发以获得具有轴向择优取向的棒材。
利用金相显微镜和X射线衍射分析技术研究了定向激发Fe83Ga17合金在不同过冷度条件下的显微组织和择优取向。
结果发现：过冷度为100K的合金其凝固组织为细小的粒状晶或准球状晶，过冷度为276K的合金，晶粒尺寸增大，形态上表现为等轴晶，晶粒内部存在大量亚晶界，过冷度增加至300K的合金经定向激发后晶粒进一步粗化，晶粒呈一定的取向沿轴向方向排列。
X射线衍射分析表明深过冷Fe83Ga17合金经过定向激发后其凝固组织具有明显的〈110〉择优取向，其中过冷度为147K的合金定向激发后出现有利于磁致伸缩性能的〈100〉取向。
关键字：Fe-Ga合金磁致伸缩材料深过冷定向凝固Abstract: By using glass fluxing combined with superheating cycling method to prepare Fe83Ga17alloy with the undercooling of 100K, 147K and 276K respectively. Make each kind of alloy directional solidification in order to get the axial preferred orientation. The microstructure and preferred orientation of Fe83Ga17alloys with different undercooling are studied by optical microscope and X-Ray diffraction analysis technology. The results found that the solidification organization of Fe83Ga17alloy with undercooling of 100K is tiny granular crystai or quasi ball crystal. For undercooling of 276K, grain size increased, there are more subgrain boundary in the grain. When the undercooling increase to 300K, the grain size more increasing and the grain distributes along the axial with certain orientation. X-ray diffraction analysis shows that the solidification organization of deep supercooling Fe83Ga17alloy after directional solidification has obvious < 110 > preferred orientation. The alloy with the undercooling of 147K has < 100 > orientation in which the magnetic is easy obtained.Key words: Fe83Ga17alloy; magnetostrictive material;undercooling; rapid directional solidification;1、研究磁致伸缩材料的背景：磁致伸缩材料是一种具备磁致伸缩特性的材料，通常是可将电能转换为机械能或将机械能转换为电能的金属、合金以及铁氧体等磁性材料的统称。
微量硼添加对 CuNiMnFe 合金组织与性能的影响
微量硼添加对 CuNiMnFe 合金组织与性能的影响邹军涛;赵建平;王献辉;梁淑华【摘要】为了改善 CuNiMnFe 多元合金组织内树枝晶尺寸及成分偏析，提高合金力学性能，在合金熔炼过程中添加微量硼进行变质处理，采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜及能谱分析仪对 CuNiMnFe 合金的组织形貌及物相进行表征，并采用布氏硬度计和万能材料试验机分别对合金硬度和抗拉强度进行测试。
结果表明：硼元素对CuNiMnFe 合金组织变质效果明显，在0~0.15%B(质量分数)范围内，随着硼添加量的增加，CuNiMnFe 合金组织中树枝晶得到细化，二次晶臂间距减小，共晶β相减少，枝晶内析出颗粒状次生β相与钉状γ相增多。
当硼的添加量为0.10%时，合金组织内树枝晶二次晶臂间距最小，板条状共晶β相基本消失，枝晶内颗粒次生β相与钉状γ相明显。
CuNiMnFe 合金铸态硬度及热处理后的硬度也随着硼的添加量的增加呈先增大后减小的趋势。
当硼的添加量为0.10%时，合金铸态硬度达到峰值，热处理后硬度仍保持最大值 HB380，同时，合金抗拉强度达到1130 MPa。
%In order to refine the dendrite and eliminate the segregation of CuNiMnFe alloy, the molten CuNiMnFe alloy was modified by trace boron addition. The effect of the modification treatment on microstructures and properties of the CuNiMnFe alloy was studied, the microstructure and phase were characterized by the scanning electron microscope, transmission electron microscope and energy dispersive spectrum, and the hardness and tensile strength of alloys were measured on Brinell hardness tester and universal material testing machine, respectively. The results show that B addition has a significant effect on the microstructures of CuNiMnFe alloy. In the range of 0−0.15%B (massfraction), the increased boron addition can refine the dendrite microstructure, reduce the secondary dendrite arm spacing (SDAS) and the amount of eutectic β phase, while the precipitation of the secondary β and nailhead γ phase inside the dendrites increase. At 0.10%B, SDAS is the least, the lamellar eutectic β phase almost disap pears, and the obvious secondary βphase and nailhead γ phase inside the dendrite. With the boron adding, the ascast hardness and aged hardness of the CuNiMnFe alloy increase at first, and then decrease. The ascast CuNiMnFe alloy with 0.1%B addition has the peak hardness, and the aged peak hardness can remain the maximum hardness value of HB380. The tensile strength of aged CuNiMnFe alloy can reach up 1 130 MPa.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】7页(P1005-1011)【关键词】CuNiMnFe 合金;硼;树枝晶;变质处理;析出相【作者】邹军涛;赵建平;王献辉;梁淑华【作者单位】西安理工大学陕西省电工材料与熔渗技术重点实验室，西安710048;西安理工大学陕西省电工材料与熔渗技术重点实验室，西安 710048;西安理工大学陕西省电工材料与熔渗技术重点实验室，西安 710048;西安理工大学陕西省电工材料与熔渗技术重点实验室，西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TG146.11对于多元铜合金而言，提高硬度与强度的方法主要是形变处理和时效析出强化[1-3]，近年的相关研究中，涉及提高CuNiMn系合金力学性能的方法也是如此[4-9]，然而，这些方法都是在合金凝固组织形成后进行的强化过程，有关在CuNiMn系合金熔炼过程中通过改善其凝固组织提高性能的研究国内外鲜见报道。
Fe-Ga磁致伸缩合金自旋轨道耦合效应研究
Fe-Ga磁致伸缩合金自旋轨道耦合效应研究郑蕾;蒋成保;尚家香【期刊名称】《原子与分子物理学报》【年(卷),期】2008(25)6【摘要】磁致伸缩和磁晶各向异性来源于自旋轨道耦合及晶体场效应,两种效应作用效果将对Fe-Ga大磁致伸缩合金研究方向起指导作用.通过基于广义梯度近似的线形缀加平面波法研究了Fe-Ga磁致伸缩合金中D03、B2-like、L12结构在施加自旋轨道耦合效应前后Fe原子3d轨道劈裂情况,轨道电子数及磁晶各向异性.结果表明,自旋轨道耦合效应可以进一步劈裂D03及L12立方结构晶体场,D03和L12结构中Fe原子3d轨道电子数,尤其是dxy和d(x2-y2)轨道下自旋电子数由于自旋轨道耦合作用发生改变;但自旋轨道耦合对B2-like结构作用微弱.Fe-Ga磁致伸缩合金中磁晶各向异性主要由晶体场效应决定.【总页数】5页(P1367-1371)【作者】郑蕾;蒋成保;尚家香【作者单位】北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】O482.52+6【相关文献】1.元素替代、掺杂对Fe-Ga合金结构和磁致伸缩性能影响的研究进展 [J], 姚占全;田晓;郝宏波;江丽萍;赵增祺2.Fe-Ga合金超磁致伸缩薄膜的研究进展 [J], 晏建武;潘津;张晨曙;李卿鹏;官刘毅;谢鹏;徐国华3.新型磁致伸缩材料Fe-Ga合金的研究进展 [J], 薛双喜;李勤涛;冯尚申4.Fe-Ga合金磁致伸缩性能的研究进展 [J], 张光睿;江丽萍;吴双霞;郝宏波5.微量稀土元素掺杂引起Fe-Ga合金大磁致伸缩性能的研究进展 [J], 王瑞; 赵宣; 赵丽娟; 闫静; 田晓; 姚占全因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Fe—Ga快淬薄带磁致伸缩性能研究进展
Ｆ ｅ — Ｇ ａ 快淬薄带磁致伸缩性 能研 究进 展
龚 沛 ，江丽萍 ，吴双霞 ，赵增祺
（ １ ．内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，内蒙古呼和浩特 ０ １ ０ ０ ５ １ ；
２ ．包头稀土研 究院，内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ １ ０ ）
摘 要：Ｆ ｅ ． Ｇ ａ 快淬薄带与 Ｆ ｅ ． Ｇ ａ 铸 态试样相 比， 饱 和磁致伸 缩性 能明显增加 。 概 述 了目前磁致伸 缩 Ｆ ｅ ． Ｇ ａ
ｏ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｂ２ ． １ ｉ ｋ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｈａ ｎ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｓ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ Ｆ ｅ — Ｇａ ｍｅ ｌ ｔ — ｓ ｐ ｕ ｎ ｉ ｒ ｂ ｂ ｏ ｎ ｓ ．Ａｔ ｌ ａ ｓ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｓ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒｅ ａ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ，ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｓ ｔ ｏ ｅ ｈａ ｎ ｎ ｃ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎｄ ａ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｓ ｔ ．
第三组元(C、B)添加对Fe83Ga17合金相结构和磁致伸缩性能的影响
Ｃ， Ｂ）ｕ ｄ ｒｎ ｎ ｅ ｕ ｌ ｒｕ ｓ ｌ ｉ ｃ ｔｏ ｏ ｄ ｔ ｎ ， Ｆｅ３ １ ）ｏ一 ｎ ｅ ｏ － ｑ ｉ ｂ ｉ ｍ ｏ ｉ ｆ ａ ｉｎ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ （ ８Ｇａ７ １ ｉ ｄ ｉ ｉ ｏ
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Te-Ga合金磁致伸缩性能的测定
摘要Fe-Ga合金(Galfenol)是继Tb-Dy-Fe合金之后，近年来出现的新型磁致伸缩材料。
本文对Fe-Ga合金的制备，定向凝固，甩带，热处理，磁致伸缩性能的测定，XRD，金相分析分别进行描述，主要研究合金磁致伸缩性能的测量。
根据实验需要，利用电流感应产生磁场设计出适合于测量的设备，通过增加或降低铜线圈电流来增加和降低磁场强度，并利用该设备进行测量制备出的Fe-Ga合金，根据测量结果和设备本身的误差，确定出测量数据的可靠性和准确度，找出测量过程中存在的问题，以及设备的优缺点。
根据存在的问题，制定出相应的测量方法，并根据设备的优缺点及时改进设备，以达到提高测量数据准确度，从而达到测量数据的稳定可靠。
本实验主要测量的是定向凝固之后的样品，其磁致伸缩性能为298ppm。
关键词：Fe-Ga合金；磁致伸缩；电流感应；磁场强度；准确度AbstractIn recent years the new magnetostrictive materials Galfenol alloy is afterwards after Tb-Dy-Fe alloy . In this paper, the preparation of Galfenol alloys, the directional solidification, the belt rejection, the heat treatment, the magnetostrictive properties determination，the XRD（X-ray diffraction），and the Metallographic analysis were described. Mainly study measuring the performance of magnetostrictive alloys.According to experimental requirements, generating a magnetic field to design equipment suitable for measurement using current sensing . By increasing or reducing the copper coil current to increase and decrease the magnetic field strength , and using the device to measure the prepared Galfenol alloy . According to the error of the measurement results and the equipment itself，to determine the reliability and accuracy of measurement data ，identify problems in the measurement process and the advantages and disadvantages of the device . Formulate the corresponding measurement according to the existing problems，and timely improvement of equipment according to the advantages and disadvantages of itself, in order to improve the accuracy of the measurement data , so as to achieve stable and reliable measurement data.After measuring the directional solidification of the sample, the maximum magnetostrictive properties of 298ppmKey words : Galfenol alloy；Magnetostrictive ；Current sensing；Magnetic field strength；Accurac摘要 (I)Abstract (II)1. 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.1.1课题来源 (1)1.1.2 研究内容 (3)1.2 Fe-Ga合金发展状况 (4)1.2.1 Fe-Ga合金的磁致伸缩机理 (5)1.2.2 Fe-Ga合金的制备技术 (6)1.2.3 改善Fe-Ga合金磁致伸缩性能的途径 (8)1.2.3 探索新的制备工艺 (9)1.2.4 结语 (10)2. 磁致伸缩测量装置的设计 (11)2.1 测量原理 (11)2.1.1 电阻应变片法 (11)2.1.2 电桥放大原理 (11)2.2 测量装置的组成 (12)2.2.1 加磁装置 (13)2.5.1 H20数字特斯拉计 (14)2.2.2 应变片 (15)2.5.3 CM-1A-10型数字静态应变仪 (16)2.2.4 KXN系列高精度稳压稳流电源 (18)2.2.5 加压装置 (18)3. 实验方法 (19)3.1 实验方案 (19)3.2 Fe-Ga合金样品的制备 (19)3.3 定向凝固 (21)3.4 Fe-Ga合金薄带样品的制备 (23)3.5 Fe-Ga合金的热处理 (26)3.6 磁致伸缩性能测量 (27)3.6.1 测量步骤 (27)3.6.2加压 (28)3.7 Fe-Ga合金XRD组织分析 (29)3.8 金相分析 (30)4. 测量结果与分析 (32)4.1 测量准确度的确定 (32)4.2 测量结果的影响因素 (35)4.2.1 系统误差的影响 (35)4.2.2 随机误差的影响 (36)4.3测量中出现的问题 (36)4.3.1 样品倾斜 (36)4.3.2 应变片松弛 (38)4.3.3 样品中的缺陷 (39)4.3.4 漂移太大 (40)4.3.5 高温 (41)4.4 测量过程中的影响因素 (41)4.4.1仪器的影响因素 (41)4.4.2 操作过程中的影响因素 (42)参考文献 (43)结论 (45)致谢 (46)1. 绪论1.1课题背景21世纪，新材料、信息技术和生物技术构成当今世界高新技术的三大支柱，是产业进步的重要推动力。