[发明专利]提高〈110〉轴向取向TbxDy1-xFey合金棒磁致伸缩性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料领域，尤其涉及一种提高<110>轴向择优取向Tb_xDy_1-xFe_y合金棒的磁致伸缩性能的方法。

背景技术

铁磁体在磁场的作用下会发生形状或者尺寸的变化，这一现象被称为磁致伸缩。人们根据这一现象开发和研制了不同种类的磁致伸缩材料，包括早期的Ni-Fe-Co系列和70年代以来广为研究的ReFe₂系合金(Re为稀土元素，如Pr、Tb、Dy、Sm、Ho等)，后者由于具有很大的饱和磁致伸缩系数而被称为超磁致伸缩材料。但是，TbFe₂和DyFe₂都具有很大的磁晶各向异性能，需要很强的磁场才能使之饱和，与实际应用的要求相差甚远。其后研制出的三元稀土铁化合物，利用磁晶各向异性常数相反的两种化合物ReFe₂和Re’Fe₂相互补偿，形成一种伪二元化合物Re_xRe’_1-xFe₂，既具有极大的饱和磁致伸缩系数，又能够在较低的磁场种使用。这类材料被称为稀土巨磁致伸缩材料，最有代表性的就是TbDyFe合金。

TbDyFe巨磁致伸缩材料在室温下具有磁致伸缩应变大、居里温度高、能量密度高、频带宽、低频响应速度快等优点，在21世纪高新技术领域内占有重要的地位。TbDyFe合金常温下的易磁化方向为<111>，但是制备<111>择优取向的晶体是非常困难的。很多研究者集中在制备与<111>夹角较小的<112>和<110>取向晶体，也有优良的磁致伸缩性能。

近年来，人们对<110>取向TbDyFe合金的制备工艺、取向形成、凝固组织形貌和磁致伸缩性能等方面进行了大量的研究，获得了与<112>取向晶体相当的磁致伸缩性能，并实现了某些特殊领域中的应用。但是目前并未见磁场热处理对其磁致伸缩压力效应影响的报道，本发明主要着眼于磁场热处理对<110>轴向取向TbDyFe合金磁致伸缩性能的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高取向TbDyFe合金材料磁致伸缩性能的方法。

提高<110>轴向取向Tb_xDy_1-xFe_y合金棒磁致伸缩性能的方法包括如下步骤：

1)<110>轴向取向的Tb_xDy_1-xFe_y合金经表面及两端打磨处理后截成Φ7×40～10×50mm³规格的合金棒；

2)将合金棒封装在真空的石英玻璃管中，真空度约为10^-1Pa，将封装好的石英玻璃管置入磁场热处理炉管的中间部位，在无外磁场条件下均匀升温到400～800℃，保温10min～2h后开始炉冷降温，同时施加外磁场，磁场强度为0.1～2T，磁场方向与合金棒轴向成0～90°角，炉冷至室温后取出。

所述的<110>轴向取向合金棒，其化学式为Tb_xDy_1-xFe_y，其中x＝0.1-0.4，y＝1.5-1.99。

本发明通过磁场热处理，使得<110>轴向取向的Tb_xDy_1-xFe_y合金棒在无预压应力的情况下的磁致伸缩性能提高了近2/3，压磁系数d₃₃也提高了近2.5倍。施加预压应力后磁致伸缩性能有进一步的提高，线性段进一步增长，而且该发明的实施步骤简单易行，便于商业化生产。

具体实施方式