微量稀土元素Tb、La掺杂对Fe-Al合金结构和磁致伸缩性能的影响

作者：王瑞; 田晓^*; 姚占全; 赵宣; 郝宏波; 田若楠; 欧志强; 赵雪婷

来源：稀土, 2020, 41(02): 24-31.

DOI：10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.202002003

• Fe-Al合金
• 稀土掺杂
• 择优取向
• 磁致伸缩

为了研究微量稀土元素Tb和La掺杂对Fe81Al19合金结构和磁致伸缩性能的影响及影响机制,采用真空电弧熔炼法制备了Fe81Al19、Fe81Al19La0.1和Fe81Al19Tb0.1三种铸态合金。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜联合能谱仪(SEM/EDS)分析了合金的微结构。用振动样品磁强计(VSM)和磁致伸缩测量仪测试了合金的磁性能和磁致伸缩系数。结果表明,Fe81Al19合金由单一的bcc结构A2相组成,而掺杂稀土后的Fe81Al19Tb0.1和Fe81Al19La0.1合金均由bcc结构的A2主相和少量富稀土相组成。稀土Tb和La的掺杂使Fe81Al19合金沿<100>晶向择优取向,且Fe81Al19Tb0.1合金择优取向更加明显。此外,三种合金的磁化功大小排序为:Fe81Al19Tb0.1> Fe81Al19La0.1> Fe81Al19。表明稀土元素掺杂导致Fe-Al合金具有更大的磁晶各向异性,且Tb的掺杂效果更加明显。磁致伸缩系数测试表明,与Fe81Al19合金相比,稀土掺杂合金的磁致伸缩系数明显增大,而且Fe81Al19Tb0.1合金的磁致伸缩系数增大的更加明显,大约是Fe81Al19合金的3.2倍,为86×10-6。稀土掺杂合金磁致伸缩系数增大的原因主要源于掺杂稀土使Fe-Al合金沿<100>晶向择优取向和稀土导致合金具有高磁晶各向异性。

• 单位
  内蒙古农业大学; 内蒙古师范大学; 包头稀土研究院; 建筑工程学院