[发明专利]一种提高FeGa合金磁致伸缩性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高FeGa合金磁致伸缩性能的方法。

背景技术

新型的FeGa合金磁致伸缩材料具有较大饱和磁致伸缩系数，机械强度高，脆性小，延展性良以及价格低廉等优势，在大功率低频声呐系统、位移传感器以及超声换能器等领域具有广泛的应用前景[ZhaoX.,D.G.Lord,ApplicationoftheVillarieffecttoelectricpowerharvesting[J].JournalofAppliedPhysics,2006,99(8):08703.UllakkoK.,J.K.Huang,C.Kantner,R.C.O’Handley,V.V.Kokorin,Largemagnetic‐field‐inducedstrainsinNi₂MnGasinglecrystals[J].AppliedPhysicsLetters,1996,69(13):1966.JiaZ.-Y.,H.-F.Liu,F.-J.Wang,C.-Y.Ge,Researchonanovelforcesensorbasedongiantmagnetostrictivematerialanditsmodel[J].JournalofAlloysandCompounds,2011,509(5):1760.ZuoZ.,D.Pan,Y.Jia,J.Tian,S.Zhang,L.Qiao,Enhancedmagnetoelectriceffectinmagnetostrictive/piezoelectriclaminatesthroughadoptingmagneticwarmcompactionTerfenol-D[J].JournalofAlloysandCompounds,2014,587(0):287.ZhaiJ.,S.Dong,Z.Xing,J.Li,D.Viehland,Geomagneticsensorbasedongiantmagnetoelectriceffect[J].AppliedPhysicsLetters,2007,91(12):123513.PettifordC.,S.Dasgupta,L.Jin,S.D.Yoon,N.X.Sun,BiasFieldEffectsonMicrowaveFrequencyBehaviorofPZT/YIGMagnetoelectricBilayer[J].Magnetics,IEEETransactionson,2007,43(7):3343.]。现有的FeGa合金磁致伸缩性能还不能满足应用需求，相较传统的Tb-Dy-Fe材料的磁致伸缩性能还有较大的提升空间，如Tb-Dy-Fe材料的磁致伸缩系数在1500～2000ppm，而FeGa合金单晶材料在<100>方向上接近400ppm。刘敬华等人报道将FeGa合金块体材料施加预应力，可使得其磁致伸缩系数达到300ppm。目前科研工作者主要是通过调节FeGa合金的成分、相结构以及晶面取向来控制其磁致伸缩性能，然而这些控制工艺相对繁琐，不宜推广。因此，为满足目前军民工业生产实际需求，寻求一种操作简单，重复性好以及效果显著的方法用以提高FeGa合金的磁致伸缩性能成为当前研究的热点问题之一。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种提高FeGa合金磁致伸缩性能的方法。

本发明采用磁场热处理技术调控FeGa合金内部的组织结构，提高其磁致伸缩性能。

本发明提高FeGa合金磁致伸缩性能的方法具体步骤为：

1.将甩带急淬方法制备的FeGa合金材料的表面杂质去除，防止在后期处理过程中污染材料影响性能。去除杂质的方法是：先用无水酒精清洗去除FeGa合金材料表面的油脂，再用1％的盐酸溶液清洗去除FeGa合金表面的氧化皮；

2.将经步骤1清洁后的FeGa合金材料置于磁场高温炉中，在磁场高温炉中加热腔体的真空度为10^-6～10^-1Pa的真空环境或者惰性气体保护下，如氩气，按照1～30℃/min升温速率升至300～1400℃，保温0.5～5小时，然后按照1～30℃/min降温速率降至室温，在整个热处理过程中施加强磁场，磁场强度为0.1～100T；

3.将FeGa合金材料从磁场高温炉中取出，即可得到磁致伸缩性能良好的材料。