Влияние микролегирования и термической обработки на структуру и свойства галфенолов с высоким содержанием галлия

В.В. Палачева; В.В. Чеверикин; Э.Н. Занаева; Ф. Эмеис; В.В. Коровушкин; Х. Ванг; Ч. Джанг; И.С. Головин

doi:10.22226/2410-3535-2019-1-51-57

С помощью изотермического отжига литого Fe-27Ga сплава сформирована микроструктура с разным соотношением метастабильной ОЦК и равновесной ГЦК фаз, имеющие разные магнитные структуры и свойства. Показана возможность стабилизации метастабильной D03 фазы за счет микролегирования Tb. Обоснована гипотеза, объясняющая этот эффект через конкуренцию между зарождением и ростом L12 фазы и фазы Fe44Ga47Tb9 по границам дендритов и зерен D03 фаз.

Исследована структура магнитомягких, магнитострикционных сплавов типа Галфенол Fe-(27-28) ат.%Ga после различных режимов термической обработки. Изучены особенности формирования как метастабильных, так и равновесных упорядоченных фаз в сплавах на основе систем Fe-Ga и Fe-Ga-редкоземельные элементы. Сплавы указанных систем принадлежат к классу высоко магнитострикционных (до 400 ppm в монокристаллах) материалов, используемых в электромагнитных приводах, гидролокаторах, сенсорах специального назначения и элементах демпфирования. Изучены двухфазные сплавы с неравновесной фазой на основе ОЦК решетки (D03 структуры) и равновесной фазой на основе ГЦК решетки (L12 структура). Изотермический отжиг сплава Fe3Ga при 400°С был использован для получения микроструктуры, позволяющей провести анализ кинетики фазовых превращений в хорошо контролируемых условиях. Установлено, что изотермический отжиг влечет образование микроструктуры с определенным соотношением метастабильной ОЦК и равновесной ГЦК фаз, имеющими разные магнитные свойства. В настоящей работе систематически изучены кинетика и механизмы фазовых превращений в двойных Fe-Ga сплавах и в многокомпонентных сплавах Fe-Ga-Tb, с использованием комплекса методов физического материаловедения (рентгеновская дифракция (XRD), сканирующая электронная микроскопия с приставкой для EBSD анализа (SEM-EBSD); оптическая микроскопия (LM); вибрационный магнитометр (VSM), Мессбауэрская спектроскопия. В работе обсуждается влияние микролегирования сплавов тербием на их структуру и функциональные характеристики. Показана роль Tb в стабилизации неравновесных фаз при комнатной температуре. Методом Мессбауэрской спектроскопии изучено влияние малых добавок (до 0,5 ат. %) тербия на изменения в структуре Fe-Ga сплавов.

1. A. E. Clark, J. B. Restorff, M. Wun-Fogle, T. A. Lograsso, D. L. Schlagel. IEEE Trans Magn. 36 (5), 3238 (2000).

2. A. E. Clark, M. Wun-Fogle, J. B. Restorff, T. A. Lograsso, J. R. Cullen. IEEE Trans Magn. 37 (4), 2678 (2001).

3. G. W. Smith, J. R. Birchak. J Appl. Phys. 39 (5), 2311-5 (1968).

4. Q. Z. Chen, A. H. W. Ngan, B. J. Duggan. Journal of Materials Science. 33, 5405 (1998).

5. I. V. Gervasyeva, V. A. Milyutin. Letters on Materials. 8 (3) 341 (2018). Crossref

6. A. E. Clark, K. B. Hathaway, M. Wun-Fogle, J. B. Restorff, T. A. Lograsso, T. A. Keppens et al. J Appl Phys. 93 (10), 8621 (2003).

7. E. M. Summes, T. A. Lograsso, M. Wun-Fogle. Journal of Materials Science. , 42, 9582 (2007).

8. W. Wu, J. Liu, C. Jiang. Journal of Alloys and Compounds. 622, 379 (2015).

9. Z. Yao, X. Tian, L. Jiang et al. Journal of Alloys and Compounds. 637, 431 (2015).

10. T. Ma, S. Hu, G. Bai. Applied Physics Letters. 10, 112401 (2015).

11. X. Ren. Phys. Status Solidi B. 251 (10) 1982 (2014).

12. A. Emdadi, V. V. Palacheva, V. V. Cheverikin, S. Divinski, G. Wilde, I. S. Golovin. Journal of Alloys and Compounds. 758, 214 (2018).

13. A. Emdadi, V. V. Palacheva, А. M. Balagurov, I. A. Bobrikov, V. V. Cheverikin, J. Cifre, I. S. Golovin. Intermetallics. 93, 55 (2018).

14. I. S. Golovin, A. M. Balagurov, V. V. Palacheva, A. Emdadi, I. A. Bobrikov, V. V. Cheverikin, A. S. Prosviryakov, S. Jalilzadeh. Journal of Alloys and Compounds. 751 364 (2018).

15. O. Kubaschewski. Iron-binary phase diagrams. Berlin, Springer Verlag (1982) 182 p. Crossref

16. Y. Han, H. Wang, T. Zhang, Y. He, C. Jiang. Scripta Materialia. 150, 101 (2018).

17. Y. He, C. Jiang, W. Wu, B. Wang, H. Duan, H. Wang, T. Zhang, J. Wang, J. Liu, Z. Zhang, P. Stamenov, J. M. D. Coey, H. Xu. Acta Materialia. 109, 177 (2016).

18. C. Menga, Y. Wua, C. Jiang. Materials & Design. 130 183 (2017).

19. I. S. Golovin, А. M. Balagurov, V. V. Palacheva, A. Emdadi, I. A. Bobrikov, A. Yu Churyumov, V. V. Cheverikin, A. V. Pozdniakov, A. V. Mikhaylovskaya, S. A. Golovin. Journal of Alloys and Compounds. 707, 51 (2017).

20. I. S. Golovin, А. M. Balagurov, V. V. Palacheva, I. A. Bobrikov, V. B Zlokazov. Materials and Design. 98, 113 (2016).

21. I. S. Golovin, А. M. Balagurov, I. A. Bobrikov, V. V. Palacheva, J. Cifre. Journal of Alloys and Compounds. 675, 393 (2016).

22. I. S. Golovin, V. V. Palacheva, A. I. Bazlov, J. Cifre, J. Pons. Journal of Alloys and Compounds. 644, 959 (2015).

23. I. S. Golovin, V. V. Palacheva, A. I. Bazlov, J. Cifre, N. Nollmann, S. V. Divinski, G. Wilde. Journal of Alloys and Compounds. 656, 897 (2016).

24. V. V. Palacheva, A. Emdadi, F. Emeis, I. A. Bobrikov, A. M. Balagurov, S. V. Divinski, G. Wilde, I. S. Golovin. Acta Materialia. 130, 229 (2017).

25. F. Gao, C. Jiang, J. Liu, and H. Xu. J. Appl. Phys. 100, 123916 (2006).

1.

T. Jin, H. Wang, Igor S. Golovin, C. Jiang. Intermetallics. 115, 106628 (2019). Crossref

Effect of annealing on the structure and phase composition of Cu-Al composite produced by conventional and accumulative HPT

V.N. Danilenko, L.U. Kiekkuzhina, N.Y. Parkhimovich, D.V. Gunderov

Study of the Pt-rich nanostructured FePt and CoPt alloys: oddities of phase composition

N.S. Zakharov, I.N. Tikhonova, Y.A. Zakharov, A.N. Popova, V.M. Pugachev, D.M. Russakov

Влияние микролегирования и термической обработки на структуру и свойства галфенолов с высоким содержанием галлия

Аннотация

Ссылки (25)

Цитирования (1)

Другие статьи на эту тему

Роль фазовых превращений в эволюции дисперсных частиц в хромовых бронзах при равноканальном угловом прессовании

Влияние наноструктурирования на фазовый состав и намагниченность насыщения инварного сплава Fe-36%Ni

Исследование структуры и свойств сплава Cu-37%Zn при квазисферическом взрывном нагружении

Необычная кинетика деформационно-индуцированных фазовых превращений в сплаве Cu-Cr-Zr

Effect of annealing on the structure and phase composition of Cu-Al composite produced by conventional and accumulative HPT

Study of the Pt-rich nanostructured FePt and CoPt alloys: oddities of phase composition

Общая информация

Читателю

Автору

Рецензенту