杂可使合金在高温下磁性能得到较大提升，当时，合金性能下降较快。关键词合金无稀土熔体快淬居里温度分类号万方数据，万方数据称为合金。合金是种高度有序的金属间化合物。高度有序是指多种原子按照定的晶格点阵，各自占据自己特有的位置所形成的高化学有序结构。合金般为立方结构。其般化学分子式为，其中可为铜镍钴铁猛铬矾钛钪锌以及排位在他们之下的所有同族过渡元素，总共约有个。则是元素周期表中右边类和族元素，共有个。我们将合金主要的系列以及物理特征和应用功能罗列如下系列，等等。此类合金是典型的铁磁性材料且普遍具有较高的居里温度。此类材料的磁性来源于和原子。自二十世纪年代的开始至今的理论研究表明这类材料可能具有半金属性，既自旋极化率为。系列为稀土元素。此类材料为稀土合金。其特点是在超低温环境中表现出超导特性。系列等。此类合金为铁磁性材料。其特点是所含元素全为非铁磁性元素而合金表现出铁磁性。其磁性来源于原子之间的耦合作用。其中具有明显的磁电阻效应。万方数据中国计量学院硕士学位论文系列，等等。此类合金呈现亚铁磁性，且居里温度高于室温。最近几年科研工作者们在此类合金中相继发现了形状记忆合金和半金属材料。是当前热门的磁场控制的形状记忆和大磁感生应变两大应用功能的基础材料。系列。此类合金同时具有铁磁性和马氏体相变两种物理特性，从而展现出多种应用功能如磁感生应变形状记忆效应磁电阻效应等。合金简介目前作为磁性材料中的“磁王”永磁体的性能开发已经达到瓶颈阶段，很难再有突破性的进展。而且的价格直居高不下，也在定程度上制约了其发展。合金作为合金的种，因其价格低廉并且具有多种特殊的磁性能而受到广泛的关注。合金具有许多特殊的磁性能，例如它具有高矫顽力高磁能积等永磁性能以及显著的磁光特性和磁致伸缩效应等等。因此，合金直受到研究者们的亲睐。合金最早由本人于年报道了其呈铁磁性。直到年几后续几年的时间内，和较为系统地研究了合金，并且证实了在到之间合金呈铁磁性，得出了合金矫顽力随粒度的减小而升高的结论。测得室温下的磁晶各项异性能为，居里温度约为。科研人员对于合金的研究直没有间断过，但是受限于制备条件，直很难制备得到单相的合金。合金可应用于制备高密度的磁光储存材料，比起其他的材料，它在储存中有较高的热磁输入和清除性能。因此合金作为磁光材料有定的研究价值，长期以来直备受关注，对于合金薄膜的研究报道也相对较多较透彻。同时对于的永磁性能的研究也在持续的进展着，几乎每年都有相关文献进行报道。具有正的矫顽力温度系数，在高温下的矫顽力比它在常温下时大大提高，因此可将其应用在高温环境下。通过改进制备工艺和成分配比，通过掺杂其他元素等方法，系合金有望成为磁性能较好的高温应用磁性材料。而且可以利用矫顽力正温度系数这特点，将其与磁性能极强的混合制成复合磁体，以期获得低矫顽力温度系数甚至零矫顽力温度系数，同时又具有较高永磁性能的磁性材料。因此合金具有广阔的应用前景。万方数据中国计量学院硕士学位论文合金的相结构与磁性能合金存在多种相结构，其中高温相具有优异的磁光特性，低温相则具有很高的磁晶各向异性。低温相具有型晶体结构，且在室温下呈强铁磁性，在的温度范围内具有正的矫顽力温度系数，因此合金被认为是具有广泛应用前景的高温永磁材料。的铁磁性能主要来源于其低温相。合金在常温下可以形成多个紧密联系的相，如低温相高温相还有新相等等，这在很大程度上制约了合金的发展，给制备高纯度低温相含量的合金带来了极大的困难。国内外的研究者们也尝试了许多中方法来提纯低温相，如固相烧结法，定向凝固法磁场取向凝固技术机械合金化工艺，等等，但是直到目前还没有见到纯低温相合金的报道。由于合金具有优异的磁光性能，因此关于薄膜的报道也较为多见，对于薄膜的研究多集中于其高温相和高温淬火相。本文主要研究合金的永磁性能，目的在于提高合金中的铁磁性低温相的含量。合金低温相属于型晶体结构，见图。在室温下，低温相呈强铁磁性，居里温度约为。图为合金的二元合金相图，可见在升温和降温过程中合金的低温相和高温相可以互相转变。图低温相的晶体结构图二元合金平衡相图对的相变规律进行了详细的研究，得出其低温相与高温相的变化规律如下将低温相进行加热，温度达到时，低温相将转变为高温相液态当温度继续升高达到时，则高温相也会分解液态万方数据中国计量学院硕士学位论文冷却过程中，当冷却至时，高温相经包晶反应形成低温相液态本实验的研究意义及内容目前国内外学者研究永磁体时，大多考虑我们所熟知的稀土永磁体，如等，无稀土永磁体系研究较少。近年来，随着世界稀土资源的日益减少价格快速增长，及时开发类新型高磁性无稀土永磁体，是磁性产品发展的要求，更是我国稀土产业可持续发展的重大课题。永磁体具有价格低廉不易腐蚀力学性能好等优点，特别是它在定温度范围内矫顽力呈正的温度系数，可以弥补永磁体的不足之处，它可以与混合制成复合磁体，以期获得低矫顽力温度系数甚至零矫顽力温度系数，同时又具有较高永磁性能的磁性材料。这对开发高温工作电机很有意义。但是由于低温相是由包晶反应形成，极难制备单相合金，从而导致其磁性能偏低，极大地限制该类材料的应用。基于上述的分析和考虑，本论文进行了以下几方面的研究为了提高合金中低温相含量，本文分别以感应熔炼法真空吸铸法和熔体快淬法制备了和系列合金，研究了含量对合金微结构和磁性能的影响，同时研究了温度对合金磁性能的影响。为了进步提高合金的磁性能，尤其是矫顽力。本文以原子配比的为基底，通过掺杂和元素，研究掺杂后材料的磁性能相变温度和居里温度的变化同时探讨不同温度对，和系列永磁材料磁性能的影响。本文对合金掺杂了稀土元素，研究掺杂稀土后材料的磁性能相变和居里温度的变化探讨不同温度对永磁体的磁性能影响。万方数据中国计量学院硕士学位论文样品的制备工艺与表征技术样品的制备锰铋合金材料的磁性能直接取决于其相成分，而相成分与其制备以及热处理方法密切相关。因此选择合理的制备方法至关重要。本文尝试了三种方法，感应熔炼法，真空吸铸法和熔体快淬法制备合金，并对比磁性能变化，以确定最佳制备方法。感应熔炼法制备合金感应熔炼已经有几十年的历史，其原理图如图所示。频率在赫兹之间的称为中频感应炉。真空感应熔炼炉主要的组成有中频电源炉体电容柜机械倾炉装置坩埚水冷装置。感应熔炼炉类似台变压器，其感应器为次绕组，所熔炼的金属则为铁芯。当接通电源时，便在线圈中间形成交变的磁场，使得处于磁场中的熔料内部产生感应电动势和感应电流，依赖金属的电阻，按照焦耳定律将电能转化为热能，从而对金属起到加热熔炼的作用。它可与抽真空设备搭配使用，利用中频感应原理，将金属熔化成液体。是种适用于冶炼优质钢与合金的设备。图感应熔炼炉原理简图中频感应炉具有以下优点熔炼速度快。可快速将金属单质熔炼成合金，整个熔炼过程只需要约万方数据硕士学位论文和永磁体微结构及其磁性能的研究作者蒋欢畅导师葛洪良教授张朋越教授学科材料物理与化学中国计量学院二〇四年三月万方数据，万方数据中图分类号学校代码密级公开硕士学位论文和永磁体微结构及其磁性能的研究作者蒋欢畅导师葛洪良张朋越申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业材料物理与化学研究方向磁性材料二〇四年三月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字日期年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明学位论文作者签名导师签名签字日期年月日签字日期年月日万方数据致谢非常感谢我的导师葛洪良教授和张朋越教授对我在学习上和生活上的热心帮助和关心爱护。从实验研究到理论分析，帮助我开拓研究思路，精心点拨热忱鼓励。老师丝不苟的作风，严谨求实的态度，谆谆善诱的风格，不仅授我以文，而且指导人生之路，虽历时数载，却给以终生受益无穷之道。感谢导师提供我非常好的学习和生活条件，以及在学业上提高和锻炼的机会，使我在学术研究上开阔眼界。我要感谢，材料学院王新庆教授王疆英教授卫国英教授等老师给我实验过程中的无私帮助。我还要感谢本课题组的泮敏翔师兄杨杭福师兄及我的同学华思昊等人的热心帮助。蒋欢畅年月万方数据和永磁体微结构及其磁性能的研究摘要目前人们对磁性材料研究的热点逐渐转向了无稀土磁性材料。合金是种较为理想的无稀土永磁材料，它具有较高的永磁性能，并且在定温度范围内具有正的矫顽力温度系数，从而成为目前磁性材料研究的热点。本论文主要包括以下几方面内容合金制备工艺及其磁性能研究合金在常温下存在多种相结构，并且在生成低温相的过程中极易发生偏析，因此制备得到的合金通常包含多相，获得单相合金较为困难。因此我们尝试了种不同的方法制备了和系列样品。测试了合金的相结构与磁性能，以期得到最佳的制备方法，尽可能地提高合金中铁磁性低温相的含量。同时研究了温度对合金磁性能的影响。结果表明熔体快淬及热处理工艺是最佳的制备工艺，此工艺所得到的样品以低温相为主相并具有较高的磁性能。样品的最大磁能积达到，为感应熔炼法所制备的同种样品的倍合金居里温度约为且它的矫顽力随温度变化较为显著，在温度范围内具有正的矫顽力温度系数，在范围内合金的温度系数。合金在时的矫顽力达到，是时候的倍。合金的最大磁能积随温度升高表现出先增后减的变化趋势，在时达到最大值。非稀土元素掺杂对合金磁性能的影响采用熔体快淬法制备了，和系列永磁合金，研究非稀土元素，和掺杂对合金相结构和磁性能的影响。结果表明合金掺杂元素后，合金晶粒变细，矫顽力大幅度提高。样品的矫顽力达到了，是样品的倍多。掺后合金矫顽力提高的原因有两方面，方面是掺后合金晶粒变细，另方面是掺对磁畴壁起了钉扎作用。掺杂后，在范围内合