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Co元素添加对Fe83Ga17合金结构及磁性能的影响*

2021-06-07张光睿王婷婷梁雨萍郝宏波

功能材料 2021年5期

张光睿,姚 特,,龚 沛,乔 禹,王婷婷,梁雨萍,郝宏波

(1. 包头稀土研究院 白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室,内蒙古 包头 014010;2. 内蒙古工业大学 材料科学与工程学院,呼和浩特 010062)

0 引 言

近些年在磁性材料的研究中,Fe-Ga合金因其在低磁场下具有高磁致伸缩性能、优良的机械性能和延展性,成本低廉[1-3]等优点而备受关注,并且开始了广泛应用,特别是在传感器领域发挥了重要作用[4]。

Clark等[3]发现Fe-Ga合金具有良好的磁致伸缩性能,并且测得该合金单晶态λ100达到300·10-6。当元素配比及热处理等条件改变时,Fe-Ga合金中会产生A2相、D03相、L12相等相结构,从而对合金磁致伸缩性能产生影响,并且发现只有A2相是无序结构,并且其磁致伸缩性能最好[5-7]。此外,研究学者们还试图通过添加第三元素来提升Fe-Ga合金磁致伸缩性能,研究结果显示,Fe-Ga合金中添加V、Cr、Mn、Mo等过渡元素时对合金磁致伸缩性能产生不利影响,但在同时也肯定了无序体心立方结构是促进Fe-Ga合金磁致伸缩的一个主要因素[8-10]。在Fe-Ga铸态合金中,用Co元素取代Fe元素,可以对合金体心立方结构、金属间化合物产生影响,少量添加则可以提升合金磁致伸缩和磁性能[11]。

Co元素与Fe元素属于同周期同主族,具有相近的原子半径。添加Co元素可以提高合金热稳定性,使其具有更宽泛的使用温度[12];在Fe和一些磁性材料中加入适量的Co元素可以提升材料磁性能,通过增加Fe原子磁矩,提升合金饱和磁化强度,甚至改变合金磁各向异性[13-16]。有学者制备了Fe-Co-Ga合金薄膜,发现Fe62Co19Ga19合金薄膜相比于Fe81Ga19合金薄膜不仅提升了磁性能,还增加了饱和磁致伸缩值。……

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