【摘 要】
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稀土-铁基磁致伸缩材料具有应变大、能量密度高、换能效率高等优点,是实现电-磁-机械能相互转换的理想材料。其中Tb-Fe合金的易生长方向为,易磁化轴方向为,因此制备取向的Tb-Fe合金是提高其磁致伸缩性能的有效途径。本文将强磁场与定向凝固技术相结合,以室温下饱和磁致伸缩系数最大的Tb-Fe合金为研究对象,研究初生相（RFe3）和包晶相（RFe2）在强磁场下的取向行为及二
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稀土-铁基磁致伸缩材料具有应变大、能量密度高、换能效率高等优点,是实现电-磁-机械能相互转换的理想材料。其中Tb-Fe合金的易生长方向为<100>,易磁化轴方向为<111>,因此制备<111>取向的Tb-Fe合金是提高其磁致伸缩性能的有效途径。本文将强磁场与定向凝固技术相结合,以室温下饱和磁致伸缩系数最大的Tb-Fe合金为研究对象,研究初生相（RFe3）和包晶相（RFe2）在强磁场下的取向行为及二者之间的位相关系;考察在强磁场下定向凝固过程中TbFe2相的取向行为、材料的组织形貌和性能的演变规律,在揭示强磁场对材料组织和性能作用机制的基础上,探索利用强磁场制备具有高<111>取向度、磁致伸缩性能显著提高的稀土-铁基磁致伸缩材料的方法。主要的研究结果如下:（1）定向凝固后的Tb-Fe合金组织中主要有三种相:TbFe2相、TbFe3相和富稀土相,合金中的TbFe3相和富稀土相均沿定向凝固方向生长。凝固速率和磁场强度的改变并不能改变Tb-Fe合金相的组成以及分布。随着凝固速率和磁场强度的升高,Tb-Fe合金中TbFe3相两相之间的间距呈递减变化。（2）定向凝固后的Tb-Fe合金横截面的组成相与纵截面一致,但是相的方向却呈无规则排列。随着定向凝固速率的升高,Tb-Fe合金试样纵截面组织发生细化。Tb-Fe合金的晶体取向并不会随着凝固速率的增加而变化,但是随着磁场强度的增加,Tb-Fe合金的晶体取向会发生从<113>→<110>→<111>沿易磁化轴方向旋转。（3）随着凝固速率和磁场强度的增加,定向凝固后的Tb-Fe合金的饱和磁化强度均呈递增变化。磁化速率也随着凝固速率的增加而增加。凝固速率为200 μm/s和50 μm/s条件下的磁致伸缩系数要比凝固速率为100 μm/s时高,在相同的凝固速率条件下Tb-Fe合金的磁致伸缩系数随磁场强度的增大而增加。（4）Tb-Fe合金在压缩的过程中发生脆性断裂,并且是在相界处发生的断裂。随着凝固速率的提高,样品抗压缩能力增强。随着磁场强度的提高,样品抗压缩能力减弱。
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