THE NONLINEAR MAGNETOELASTIC PROPERTIES OF 〈 110 〉 ORIENTED TBo.27DYo.73FE1.95 POLYCRYSTALLINE ALLOYS UNDER COUPLED MAGNETOMECHANICAL LOADING

In the paper, the nonlinear magnetoelastic properties of composition Tb0.27Dy0.73 Fel.95 〈 110 〉 oriented polycrystalline alloys are investigated under coupled loads of high mag- netic field and compressive stress. The magnetization and magnetostriction are measured simul- taneously under applied magnetic field from -800 to 800 kA/m and compressive stress from 0 to 25 MPa at room temperature. The strain coefficient and relative permeability are obtained by differential calculation from the experimental curves. The results show that the values of satura- tion magnetization （M~） under different compressive stresses remain invariably constant in the region of the high magnetic field. The saturation magnetostriction （As） increases with increasing compressive stress and reaches 1680 ~ 10-6 under 25 MPa. According to the increase of the com- pressive stress, the hysteretic loop area of magnetization and magnetostriction increases, while the maximum relative permeability and strain coefficient decrease. Additionally, the influence of the bias magnetic field on the mechanical property is taken into account. The stress-strain relation- ship is nonlinear and sensitive to the applied external magnetic fields along the axis of rod. The results obtained are a useful complement to the existing experiments for theoretical approaches and engineering applications.     

磁致伸缩材料被覆保偏光纤磁场传感研究

通过直流磁控溅射镀膜,将磁致伸缩材料———铽镝铁被覆在一段去掉保护层的保偏光纤上,得到铽镝铁被覆保偏光纤结构的磁传感单元。采用保偏光纤及保偏光纤器件,建立马赫-曾德尔光纤干涉仪,将铽镝铁被覆保偏光纤结构的磁传感部分接在干涉仪的一臂中间,另一臂中接入保偏光纤绕制的压电陶瓷调制器进行光纤干涉系统的相位控制。该系统通过压电陶瓷调制器将相位控制在正交工作点上,解决了系统的相位衰落;全保偏光纤结构有效控制了系统偏振诱导的信号衰落,实现了系统对信号的稳定检测。实验得到了系统在不同大小直流偏置磁场作用下的磁场响应特性,结果表明,较大直流偏置磁场可使系统响应灵敏度提高约20倍,最小可测的交流磁场信号达到2.2×10-8T。     

热处理对TbDyFe薄膜性能的影响

采用磁控溅射方法利用镶嵌靶材制备非晶TbDyFe薄膜,然后分别在150,300,450,550℃下退火,研究了热处理对TbDyFe薄膜性能的影响.结果显示,550℃温度下退火的样品出现RFe2相.随着退火温度的升高,晶粒逐渐长大,空洞网络变短而宽.薄膜的磁特性显示,其矫顽力及矩磁比均在出现RFe2相的550℃退火的样品中达到最大值.随着退火温度的增加,薄膜的易磁化轴从垂直膜面方向向平行膜面方向转动.     

TbDyFe/PZT层状复合材料的磁电效应研究

磁致伸缩/压电复合材料通过磁致伸缩和压电效应的乘积而可以获得大的磁电效应.用磁控溅射方法制备了TbDyFe/PZT层状复合材料，实验测试了TbDyFe/PZT两层及TbDyFe/PZT/TbDyFe三层复合材料的磁电电压系数随周期磁场频率的变化关系，并采用有限元数值计算方法对两种材料的磁电电压系数进行了计算.研究结果表明，实验测试曲线与数值计算结果符合很好，所制备的层状复合材料在共振频率处存在最大的磁电电压系数值，由于两层板与三层板的振动模式不同，三层复合板的共振频率远高于两层复合板的共振频率.在非共振频率下，三层复合板的磁电转换效应高于两层复合板.有限元计算结果还显示，磁电层状复合材料的磁电电压系数随磁致伸缩层厚度的增加而增大. 关键词： 磁电效应 层合板 TbDyFe 有限元分析     

磁场热处理和预压力对Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金磁致伸缩"跳跃"效应的影响

研究了磁场热处理对<110>取向Tb0.3Dy0.7Fe1.95多晶合金磁致伸缩"跳跃"效应的影响.在真空超导体强磁场装置中,将经定向凝固的<110>取向Tb0.3Dy0.7Fe1.95多晶合金棒,沿垂直轴向施加强度为1 T的磁场,加热到623 和723 K下,保温5 min后随炉冷却.研究结果表明,磁场热处理增强预压力下的"跳跃"效应,提高不同预压力下的饱和磁致伸缩系数λs,其中623 K磁场热处理样品在8.1 MPa下的λs达到1950×10-6.磁场热处理提高预压力(8.1 MPa)下的动态磁致伸缩系数最大值dmax33,但同时增大dmax33对应的磁场.     

粉末冶金法制备稀土超磁致伸缩材料的研究

介绍了一种粉末冶金制备稀土磁致伸缩材料的方法,该方法包括铸造Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金锭、制粉、磁场取向、压制成型和烧结工序。实验结果表明:粒度小于0.147 mm的Tb0.30Dy0.70Fe1.80合金粉末,经磁场取向后压制成型,在1200℃烧结2 h,并在950℃热处理24 h,当磁场强度为240 kA.m-1,预应力为8 MPa时,材料的磁致伸缩系数达到1.613×10-3。     

巨磁致伸缩合金Tb-Dy-Fe近似单晶颗粒在磁场中的取向

主要研究了TbxDy1-xFey(0.27≤x≤0.50,y≈1.95)退火合金粉末的近似单晶颗粒,在磁场中的取向情况,及其与成分x,颗粒的粒度,有机胶比,取向场,取向温度等之间的关系.观察到在x为0.295与0.33之间,取向效果有很大的差异.并对取向效果与上述各因素之间的关系进行了讨论.     

稀土超磁致伸缩材料表面离子渗氮研究

采用辉光放电离子渗氮方法研究了表面氮化对（Tb,Dy）Fe2稀土超磁致伸缩材料的耐腐性能、表面机械性能及磁致伸缩性能的影响。结果发现：通过表面离子渗氮处理,可显著改善材料耐腐性能,材料表面硬度由587 HV提高到622 HV,耐磨性能也大幅提高,并且材料磁致伸缩性能几乎未受影响。研究表明,表面离子渗氮是一种适用于稀土超磁致伸缩材料表面改性的方法。     

TbDyFe薄膜对三明治膜巨磁阻抗效应的影响

将600℃退火后的超磁致伸缩材料(Tb0.27Dy_0.73)_0.3Fe_0.7薄膜作为Ni_80.2Fe_14.1Si_0.2Mn_0.4Mo_5.1三明治膜的基底，制备出四层膜.结果表明：附加的磁致伸缩并没有减小材料的巨磁阻抗(GMI)效应，而由于磁场下磁致伸缩材料的应力效应影响了三明治膜中的各向异性场，使三明治膜的GMI效应增大了4倍.再将制备态的四层膜在280℃下真空退火，退火态四层膜也增大了三明治膜的GMI效应，但可能由于磁致伸缩向磁性层中的扩散，其GMI效应相对于制备态四层膜则有所降低. 关键词： 巨磁阻抗(GMI)效应 三明治膜 TbDyFe薄膜 各向异性场     

Cut-off frequency of magnetostrictive materials based on permeability spectra

The loss behavior and cut-off frequency of TbDyFe alloy and TbDyFe/epoxy composite have been investigated by measuring their permeability spectra. The loss factor of TbDyFe alloy increases exponentially as the frequency goes up, while it is almost unchanged for the TbDyFe/epoxy composite. The loss factor value for the TbDyFe composite is only 4.3% of that for the monolithic TbDyFe alloy at high frequency of 10 kHz under the peak magnetic induction of 10 mT. The cut-off frequency of TbDyFe/epoxy composite is 6800 kHz, 3 orders of magnitude larger than that of TbDyFe alloy. The cut-off frequency is found to be the ferromagnetic resonance frequency and can be calculated from Snoek's law.