论文部分内容阅读
本文采用X射线衍射仪(XRD)，差热分析(DTA)，扫描电镜(SEM)，能谱分析(EDS)和振动样品磁强计(VSM)等方法测定了Fe-Pt-Tb三元系合金相图900℃和500℃等温截面，确定了三元系中Fe在Pt-Tb二元系化合物中固溶度，Tb在Fe-Pt二元系化合物中固溶度，Pt在Fe-Tb二元系化合物中的固溶度，并研究了Fe60.5-x Pt39.5 Tb x(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)合金的结构和磁性能。主要研究结果如下： Fe-Pt-Tb三元合金相图900℃的等温截面(Tb≤75 at.％)： 该等温截面由18个单相区，33个两相区和16个三相区组成。18个单相区：α(α-Fe),β(γ-(Fe，Pt))，γ(FePt)，δ(FePt3),ε(Pt)，ζ(TbPt5)，η(TbPt3)，θ(TbPt2)，ι(Tb3Pt4)，κ(TbPt)，λ(Tb5 Pt4),μ(Tb5 Pt3),ν(Tb2 Pt),ξ(Tb3 Pt),о(Fe2 Tb),π(Fe3 Tb),ρ(Fe23 Tb6) and?(Fe17 Tb2)；33个两相区：α+β,β+γ,γ+δ,δ+ε,ε+ζ,ζ+η,η+θ,θ+ι,κ+ι,κ+λ,λ+μ,μ+ν,ν+ξ,ξ+ο,о+π,π+ρ,ρ+?,о+ξ,о+ν,о+μ,μ+π,μ+ρ,μ+?,?+κ,?+λ,α+κ,α+ι,α+θ,θ+β,θ+γ,γ+η,η+δandδ+ζ；16个三相区：α+β+θ,β+γ+θ,θ+γ+η,γ+η+δ,δ+η+ζ,δ+ζ+ε,α+θ+ι,α+ι+κ,α+κ+?,κ+?+λ,?+λ+μ,μ+ρ+?,ρ+π+μ,ρ+π+ο,π+ο+ν,π+ν+ξ。 900℃的等温截面的固溶度：Fe在化合物Pt5 Tb,Pt3 Tb,Pt2 Tb,Pt4 Tb3,PtTb,Pt4 Tb5,Pt3 Tb5,PtTb2和PtTb3中固溶度均不超过1at％Fe；P在化合物Fe17 Tb2,Fe23 Tb6,Fe3 Tb及Fe2 Tb中溶度度均不超过1 at.%Pt；Tb在α-(Fe,Pt),γ-(Fe,Pt),FePt,FePt3,(Pt,Fe)中的最大固溶度分别不超过1 at.%Tb,2 at.%Tb,2 at.%Tb,1.5 at.%Tb,1.5 at%Tb。 Fe-Tb二元系中，在900℃时Fe17 Tb2为菱方的Zn17 Th2结构类型，在Fe-Pt-Tb三元系中，当加入Pt元素后，Fe17 Tb2结构没有受到Pt原子影响，结构仍为菱方的Zn17 Th2结构类型。 Fe-Pt-Tb三元合金相图500℃的等温截面： 该等温截面由19个单相区，35个两相区和17个三相区组成。19个单相区：α(α-Fe),β(Fe3 Pt),γ(FePt),δ(FePt3),ε(Pt),ζ(TbPt5),η(TbPt3),θ(TbPt2),ι(Tb3 Pt4),κ(TbPt),λ(Tb5 Pt4),μ(Tb5 Pt3),ν(Tb2 Pt),ξ(Tb3 Pt),ο(Tb),π(Fe2 Tb),ρ(Fe3 Tb),σ(Fe23 Tb6),τ(Fe17 Tb2)；35个两相区：α+β,β+γ,γ+δ,δ+ε,ε+ζ,ζ+η,η+θ,θ+ι,ι+κ,κ+λ,λ+μ,μ+ν,ν+ξ,ξ+ο,ο+π,π+ρ,ρ+σ,σ+τ,τ+α,ξ+π,π+ν,π+μ,μ+ρ,μ+σ,σ+λ,λ+τ,τ+κ,κ+α,α+ι,α+θ,θ+β,θ+γ,γ+η,η+δ,δ+ζ；17个三相区：δ+ε+ζ,δ+ζ+η,δ+η+γ,η+γ+θ,γ+θ+β,θ+β+α,θ+α+ι,α+ι+κ,α+κ+τ,κ+τ+λ,τ+λ+σ,λ+σ+μ,σ+μ+ρ,μ+ρ+π,ρ+π+ν,π+ν+ξ,π+ξ+ο。 500℃的等温截面的固溶度：Fe在化合物Pt5 Tb,Pt3 Tb,Pt2 Tb,Pt4 Tb3,PtTb,Pt4 Tb5, Pt3 Tb5,PtTb2和PtTb3中固溶度均不超过1 at.%Fe；Pt在化合物Fe17 Tb2,Fe23 Tb6,Fe3 Tb及Fe2Tb中固溶度均不超过1 at.%Pt。Tb在α-(Fe,Pt),Fe3 Pt,FePt,FePt3和(Pt,Fe)中的最大固溶度分别为2 at.%Tb,1.5 at.%Tb,2 at.%Tb,1.5 at.%Tb和1.5 at.%Tb。 对Fe60.5-x Pt39.5 Tb x(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)合金的微结构、相转变和磁性能的研究表明：Fe60.5 Pt39.5合金添加元素Tb后，晶格常数呈线性增大，且合金晶粒得到细化；Fe60.5-x Pt39.5 Tb x(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)合金在1350℃均匀化退火后淬火至室温再在600℃退火10 h结果表明，随着Tb含量的增加合金无序的面心立方(FCC)相向有序面心四方(FCT)相转变的温度升高，Fe60.5-x Pt39.5 Tb x合金在1350℃均匀化退火后淬火至室温再在1250℃退火1.5 h结果表明，随着Tb含量的增加合金FCT相向FCC相转变的温度降低；Fe60.5-x Pt39.5Tb x合金的永磁性能随着Tb含量增加和退火时间的延长先增大后减小，当Tb含量在0.4 at.%附近，600℃退火时间为5 h时磁性能达到最大值(矫顽力μoHc=0.412T，剩磁比mr(Mr/Ms)=0.598，最大磁能积BH(max)=12.11MGOe)。