【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁性材料，尤其涉及一种高取向磁致伸缩材料及磁场选晶制备方法。
技术介绍
1、随着科技的进步，智能材料在航空、航天、机械、电子、建筑、交通等工业领域越来越备受重视。磁致伸缩材料作为重要的磁驱动智能材料，能够实现电、磁、力三种物理信号之间的相互转化。
2、目前，磁致伸缩材料按照材料成分来分类，主要有fe基材料、ni基材料、fe-ga基材料、铁氧体材料、稀土磁致伸缩材料等类型。材料的磁致伸缩性能具有晶体学方向的各向异性，如稀土超磁致伸缩材料(主要成分为tb、dy、fe)的主相laves相在<111>方向的饱和磁致伸缩系数约为<100>方向的16倍<111>，而fe-ga基磁致伸缩材料(24at.％～25at.％ga-fe合金)的a2相单晶在<100>方向的饱和磁致伸缩系数约为<110>或<111>方向的8倍。正是因为材料的磁致伸缩性能在不同晶体学方向上的差异性，制备择优取向材料，尽可能提高材料的取向度，是获得高性能磁致伸缩材料的必要条件。
3、一般采用定向凝固法制备具有特定择优取向的磁致伸缩材料，常用方法主要包括垂直浮区熔炼法、改良布里奇曼法、提拉法、超高温度梯度法等。在此基础上，相关研究人员对传统定向凝固法进行了改进提升，以实现特定取向材料的制备。一种是利用高于居里温度后材料残余的各向异性，通过施加磁场实现晶粒沿特定方向的生长，但是这种方法所需要的磁场均达到3t以上，对于装备的要求较高。另一种是将金属原料熔化后浇注于选晶装置
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供了一种高取向磁致伸缩材料及磁场选晶制备方法，用以提高材料取向度从而改善其磁致伸缩性能。
2、一方面，本专利技术提供了一种高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，包括以下步骤：
3、s1：将原材料按照成分配比置于定向凝固炉中；
4、s2：调节真空度达到5×10-3pa后通入适量惰性气体进行保护，待原材料完全熔化均匀后开始浇注；
5、s3：在选晶器上设置磁场装置并施加磁场；将均匀熔化的金属液浇注到选晶器中，结晶器以0.1mm/min～100mm/min的速度开始下降，待选晶器中的晶体生长到选晶器和模壳的连接处时停止施加磁场；
6、其中所述磁场的强度为200oe～2000oe；
7、s4：所述结晶器以0.1mm/min～100mm/min的速度匀速下降，晶体在模壳中稳定生长，最终获得高取向度的磁致伸缩材料。
8、进一步地，所述磁场的方向垂直于所述结晶器或者沿所述选晶器中心线分布。
9、进一步地，所述原材料为fexga100-xry合金，其中17≤x≤20或23≤x≤28，0≤y≤1，r为al、co、tb、dy等元素的一种或多种。
10、进一步地，所述磁场的强度为200～500oe；所述结晶器的下降速度为10mm/min～20mm/min。
11、进一步地，所述fexga100-xry合金的磁致伸缩系数达到300ppm以上。
12、进一步地，所述原材料为tbzdy1-zfem合金，其中0.25≤z≤0.5，1.8≤m≤2。
13、进一步地，所述磁场的强度为800～1500oe；所述结晶器的下降速度为1mm/min～20mm/min。
14、进一步地，所述tbzdy1-zfem合金的磁致伸缩系数达到1500ppm以上。
15、另一方面，本专利技术提供了一种高取向磁致伸缩材料，通过本专利技术所述磁场选晶制备方法制备获得。
16、进一步地，所述高取向磁致伸缩材料的取向为<111>或<110>或<112>或<100>。
17、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
18、1、本专利技术提供了一种磁场选晶制备高取向磁致伸缩材料的方法，该方法利用选晶器实现熔融态金属液直接在其内部竞争生长，在选晶器与模壳的接触界面获得单一<111>或<110>或<112>或<100>等取向的晶粒，进而连续的在模壳中生长，实现材料沿特定晶体学方向连续化生长；同时，利用磁场保证金属液在半凝固及凝固状态下的生长过程，进一步保证晶粒取向生长的稳定性、抑制成分偏析。
19、2、本专利技术所提供的方法有助于解决传统定向凝固方法中合金溶质偏析、取向较差的问题，使制备的磁致伸缩材料具有组织分布均匀、高取向度，从而达到更为优良的综合性能。
20、3、本专利技术采用fexga100-xry合金进行制备时，其磁致伸缩系数达到300ppm以上。
21、4、本专利技术采用tbzdy1-zfem合金进行制备时，其磁致伸缩系数达到1500ppm以上。
22、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，所述磁场的方向垂直于所述结晶器或者沿所述选晶器中心线分布。
3.根据权利要求1所述高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，所述原材料为FexGa100-xRy合金，其中17≤x≤20或23≤x≤28，0≤y≤1，R为Al、Co、Tb、Dy等元素的一种或多种。
4.根据权利要求3所述高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，所述磁场的强度为200～500Oe；所述结晶器的下降速度为10mm/min～20mm/min。
5.根据权利要求4所述高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，所述FexGa100-xRy合金的磁致伸缩系数达到300ppm以上。
6.根据权利要求1所述高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，所述原材料为TbzDy1-zFem合金，其中0.25≤z≤0.5，1.8≤m≤2。
7.根据权利要求6所述高取向磁致伸缩材料
8.根据权利要求7所述高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，所述TbzDy1-zFem合金的磁致伸缩系数达到1500ppm以上。
9.一种高取向磁致伸缩材料，其特征在于，通过权利要求1-8任一项所述磁场选晶制备方法制备获得。
10.根据权利要求9所述高取向磁致伸缩材料，其特征在于，所述高取向磁致伸缩材料的取向为<111>或<110>或<112>或<100>。
...【技术特征摘要】
1.一种高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，所述磁场的方向垂直于所述结晶器或者沿所述选晶器中心线分布。
3.根据权利要求1所述高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，所述原材料为fexga100-xry合金，其中17≤x≤20或23≤x≤28，0≤y≤1，r为al、co、tb、dy等元素的一种或多种。
4.根据权利要求3所述高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，所述磁场的强度为200～500oe；所述结晶器的下降速度为10mm/min～20mm/min。
5.根据权利要求4所述高取向磁致伸缩材料的磁场选晶制备方法，其特征在于，所述fexga100-xry合金的磁致伸缩系数达到300ppm以上。
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：牟星，秦健峰，刘兵杰，徐立红，郭世海，祁焱，赵栋梁，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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