本发明专利技术公开了一种具有超磁致伸缩系数的稀土硼化物，其化学式为：Ｔｂ０．３６Ｄｙ０．６４（Ｆｅ０．８５Ｃｏ０．１５）２－ｘＢｘ，其中ｘ＝０．０１～０．９９。Ｂ元素的加入能够提高Ｔｂ０．３６Ｄｙ０．６４（Ｆｅ０．８５Ｃｏ０．１５）２－ｘＢｘ合金的居里温度ＴＣ，并降低合金的自旋再取向温度Ｔｒ，有助于拓宽使用温度范围。该合金的居里温度在４００～５００℃范围内，自旋再取向温度在－９０～－７０℃范围内。在ｘ＝０．０５、磁场为９６０ｋＡ／ｍ时，Ｔｂ０．３６Ｄｙ０．６４（Ｆｅ０．８５Ｃｏ０．１５）１．９５Ｂ０．０５合金的磁致伸缩系数最高达到１０４０ｐｐｍ。本发明专利技术还公开了该稀土硼化物的制备方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
铁磁体在磁场的作用下会发生形状或者尺寸的变化，这一现象被称为磁致伸缩。一般强磁物质的磁致伸缩系数只有10-5～10-6数量级。二十世纪六十年代，发现重稀土金属的磁致伸缩达到10-3数量级，但是这样大的磁致伸缩数值只有在极低的温度下才能出现，室温下无法使用。七十年代初，发现稀土与铁的立方Laves相化合物RFe2，在室温下具有很大的磁致伸缩系数，但是RFe2化合物具有很大的磁晶各向异性，在磁化时需要很高的外磁场，限制了应用范围。其后研制出的三元稀土化合物，利用磁晶各向异性常数符号相反的RFe2和R′Fe2化合物相互补偿，形成一种伪二元系化合物RxR′1-xFe2，可以在保持大磁致伸缩的同时，降低磁晶各向异性。这类材料被称为稀土巨磁致伸缩材料，最有代表性的就是TbDyFe合金(商业牌号Terfenol-D)。 TbDyFe超磁致伸缩合金具有室温超磁致伸缩性能和低磁晶各向异性，可以满足许多实际应用的低磁场需求，已成为当代的重要换能及信息转换材料。近年来，人们用Mn、Co、Si、Al、V等元素替换合金中的Fe原子，期望改善磁性和磁致伸缩性能。Clark等人认为有可能在四元合金TbxDy1-x(Fe1-yCoy)2系获得宽温域超磁致伸缩合金。四元Tb0.36Dy0.64(Fe1-xCox)2合金在-80～100℃宽温域具有超磁致伸缩特性。 近年来，小原子半径的H、B、C、以及Be等元素的添加，对RFe2型超磁致伸缩合金性能的影响获得来了人们的广泛关注。其中B元素的添加能够抑制非立方结构相的出现，有效提高合金的磁致伸缩性能，如Dy0.7Pr0.3Fe2、Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.93等。轻元素H、B、C、Be由于原子半径小，它们既可作为间隙原子又可作为替代原子进入晶体点阵。一方面它们能引起点阵的膨胀或收缩，另一方面由于s或p电子的加入可能影响电子浓度、间接交换作用等其它因素，从而影响Laves相的形成和磁性。所以我们系统的研究了小半径B原子的引入对Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2-xBx(x＝0.01～0.99)合金结构、磁性和磁致伸缩的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种。 超磁致伸缩材料化学式为，Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2-xBx，其中x＝0.01～0.99。 超磁致伸缩材料的制备方法包括如下步骤 1)以质量百分浓度为99.9％的Tb、Dy、Fe、Co金属和Fe-B合金为原料，配制目标成分Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2-xBx合金，其中x＝0.01～0.99，调节真空电弧炉的真空度到1×10-4Pa～1×10-3Pa，通入质量百分浓度为99.9％的氩气保护，反复熔炼多次获得均匀的铸锭； 2)在管式炉中进行，调节背底真空度达1×10-4Pa～1×10-3Pa，通入质量百分浓度为99.9％的氩气保护，在900～1100℃温度，保温24～120小时。 本专利技术中B元素的加入能够有效提高合金的居里温度TC，降低合金的自旋再取向温度Tr，有助于拓宽使用温度范围。合金的居里温度在400～500℃范围内，自旋再取向温度在-90～-70℃范围内。在x＝0.05，磁场为960kA/m时，Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)1.95B0.05合金的磁致伸缩系数达到1040ppm。 具体实施例方式 在本专利技术中，以质量百分浓度为99.9％的Tb、Dy、Fe、Co金属和Fe-B合金为原料，配制目标成分Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2-xBx合金，其中x＝0.01～0.99。调节真空电弧炉的真空度到1×10-4Pa～1×10-3Pa，通入质量百分浓度为99.9％的氩气保护，反复熔炼多次获得均匀的铸锭。热处理，在管式炉中进行，调节背底真空度达1×10-4Pa～1×10-3Pa，通入质量百分浓度为99.9％的氩气保护，在900～1100℃温度，保温24～120小时。 合金的相结构是根据粉末样品的X射线衍射谱确定的，根据布拉格方程计算晶格常数。采用差示扫描量热仪(DSC)测量样品在1.5kA/m静磁场下的热重(TG)曲线，以确定居里温度Tc。在低温材料物理特性测试系统(PPMS)上测量样品的交流磁化率-温度关系曲线，确定自旋再取向温度Tr。采用超导量子干涉仪(SQUID)测量样品的室温磁化曲线，根据趋近饱和定律计算饱和磁化强度Ms和磁晶各向异性常数K1。在磁致伸缩自动测量系统上测量样品的室温磁致伸缩性能。 实施例1 以质量百分浓度为99.9％的Tb、Dy、Fe、Co金属和Fe-B合金为原料，配制x＝0.05的目标成分Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)1.95B0.05合金。在真空电弧炉中反复熔炼多次获得均匀的铸锭。热处理过程中通入质量百分浓度为99.9％的氩气保护，在1000℃温度保温48小时。空冷至室温，进行性能测试。该合金的居里温度为423℃，自旋再取向温度为-77℃。该合金在磁场为960kA/m时，磁致伸缩系数达到1040ppm。 实施例2 以质量百分浓度为99.9％的Tb、Dy、Fe、Co金属和Fe-B合金为原料，配制x＝0.10的目标成分Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)1.90B0.10合金。在真空电弧炉中反复熔炼多次获得均匀的铸锭。热处理过程中通入质量百分浓度为99.9％的氩气保护，在1100℃温度保温96小时。空冷至室温，进行性能测试。该合金的居里温度为426℃，自旋再取向温度为-73℃。该合金在磁场为960kA/m时，磁致伸缩系数为690ppm。 实施例3 以质量百分浓度为99.9％的Tb、Dy、Fe、Co金属和Fe-B合金为原料，配制x＝0.15的目标成分Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)1.85B0.15合金。在真空电弧炉中反复熔炼多次获得均匀的铸锭。热处理过程中通入质量百分浓度为99.9％的氩气保护，在1050℃温度保温72小时。空冷至室温，进行性能测试。该合金的居里温度为429℃，自旋再取向温度为-71℃。该合金在磁场为960kA/m时，磁致伸缩系数为660ppm。 实施例4 以质量百分浓度为99.9％的Tb、Dy、Fe、Co金属和Fe-B合金为原料，配制x＝0.20的目标成分Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)1.80B0.20合金。在真空电弧炉中反复熔炼多次获得均匀的铸锭。热处理过程中通入质量百分浓度为99.9％的氩气保护，在900℃温度保温48小时。空冷至室温，进行性能测试。该合金的居里温度为431℃，自旋再取向温度为-69℃。该合金在磁场为960kA/m时，磁致伸缩系数为640ppm。权利要求1.一种超磁致伸缩材料，其特征在于化学式为，Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2-xBx，其中x＝0.01～0.99。2.一种超磁致伸缩材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)以质量百分浓度为99.9％的Tb、Dy、Fe、Co金属和Fe-B合金为原料，配制目标成分Tb0.36Dy0.64(Fe0本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超磁致伸缩材料，其特征在于：化学式为，Ｔｂ↓［０．３６］Ｄｙ↓［０．６４］（Ｆｅ↓［０．８５］Ｃｏ↓［０．１５］）↓［２－ｘ］Ｂ↓［ｘ］，其中ｘ＝０．０１～０．９９。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马天宇，亓瑞磊，张昌盛，严密，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。