D0I:10.13374/i.issn1001053x.2001.01.039 第26卷第4期 北京科技大学学报 Vol.26 No.4 2004年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2004 Ga原子对Fe-Ga合金原子磁矩的影响 韩志勇张茂才高学绪 周寿增 北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京100083 摘要研究了FeGa合金中Ga原子对合金的平均原子磁矩的影响.Fe中掺入Ga原子后， 并不是简单的“稀释”作用.与纯Fe的原子磁矩相比，FeGa合金中平均原子磁矩减小的同时， 在低Ga含量范围，Fe原子的磁矩随Ga含量的增加而增大：当Ga含量大于17%（原子分数）时， Fe原子磁矩随着Ga含量的增大而减小. 关健词FeGa合金：磁致伸缩：磁矩 分类号TG132:TG146 铁中掺入Ga和Al原子后，其磁致伸缩应变 晶格常数.沿轴向切出中2mm×2mm的圆柱试样， 明显增大，Fe-A1的应变可以达到100×10‘，而 使用LDJ9600型振动样品磁强计测定材料的磁 单晶FeGa的接近400×10，是Fe的磁致伸缩应 滞回线和饱和磁化强度， 变的10倍.非磁性的Ga,A山，Be等原子的加入能 增大Fe的磁致伸缩应变的原因一直是人们关注 2实验结果与讨论 的问题. Fe和FeGa合金磁滞回线和磁化曲线如图1 由于FeGa系列合金具有较大的磁致伸缩应 和图2所示.Fe的饱和磁化强度为219.6Amkg: 变而倍受人们的关注.Clark等人m认为，FeGa的 磁致伸缩应变和合金中的有序程度密切相关，而 个 200 Fe中Ga含量的不同以及热处理都影响着FeGa 100 合金的有序度，从而改变合金的磁致伸缩应变. 合金中原子磁矩的大小直接影响着磁致伸缩材 0 型 料应变的大小，并且和合金的有序度紧密联系 -100 着.为进一步探明掺杂Ga原子能够增加Fe的磁 -200 致伸缩应变的原因，本文研究了Fe1o-Ga(x=l6, -60 -40-200.204060 17,18,19,21,25)合金中Ga含量对原子磁矩的影响 磁场强度/(kAm) 规律. 图1Fe和Fe-Gm合金的磁滞回线 Fig.1 Hysteresis loops of Fe and Fe-Ga 1实验方法 250 选用高纯度Fe和Ga作原材料（原材料的纯 200 Fe 度大于99.99%)，在型号为ZQ0.01真空感应熔 Fe.0s Fe.Gu 炼炉中经过真空感应熔炼，浇铸出6炉Fe-Ga 100 (x=16,17,18,19,21,25)的棒状合金试样.距初始端 0 12mm处，切出8mm长的试样，表面经800砂纸 露 打磨后，用DMAX-RB型X射线衍射仪分析测量 20 40 60 合金衍射峰的位置和强度，并由此计算出样品的 磁场强度/kAm) 收稿日期2003-11-20韩志勇男，33岁，博士研究生 图2Fe和Fe-Ga合金的磁化曲线 *国家自然科学基金资助项目No.10274005) Fig.2 Magnetization curves of Fe and Fe-Ga第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 恤 原子对 卜 合金原子磁矩的影响 韩志 勇 张 茂才 高学绪 周 寿增 北 京 科技大学 新金 属 材料 国家重 点 实验 室 ， 北 京 摘 要 研 究 了 合 金 中 原 子对 合 金 的平 均 原子 磁 矩 的影 响 中掺 入 原 子 后 ， 并不 是简单的 “ 稀 释 ” 作用 与纯 的原子磁矩相 比 ， 曰 合 金 中平 均 原子 磁矩 减 小 的 同 时 ， 在低 含量 范 围 ， 原子 的磁矩 随 含 量 的增 加 而 增 大 当 含 量 大于 原 子 分数 时 ， 原子磁 矩 随着 含 量 的增 大而 减 小 关键词 司 合 金 磁 致伸 缩 磁矩 分 类号 铁 中掺入 和 原子 后 ， 其磁 致伸缩 应 变 明显 增 大 ‘喇 ， ， 的应 变 可 以达 到 小 一石， 而 单 晶 叫 的接近 一 ‘ ， 是 。 的磁 致 伸缩应 变 的 倍 非 磁 性 的 ， 等 原子 的加 入 能 增 大 的磁 致伸 缩应 变 的原 因一 直 是 人们 关 注 的 问题网 ， 由于 司 系列合 金 具有 较 大 的磁 致伸 缩应 变 而倍 受 人 们 的关注 等 人 认 为 ， 川 的 磁 致伸缩应 变和 合 金 中的有序程度 密切 相 关 ， 而 中 含 量 的不 同 以及 热 处 理 都 影 响着 司 合 金 的有 序度 ， 从而 改变 合 金 的磁 致伸 缩 应 变 合 金 中原子 磁 矩 的大 小 直 接 影 响着 磁 致 伸 缩 材 料 应 变 的大 小 ， 并 且 和 合 金 的有 序 度 紧 密 联 系 着 为进 一 步探 明掺 杂 原 子 能够 增 加 的磁 致伸 缩应 变 的原 因 ， 本文研 究 了 ， 几 二 ， ， ， ， ， 合 金 中 含 量对 原 子 磁 矩 的影 响 规律 晶格 常 数 沿 轴 向切 出中 叹 的 圆柱试 样 ， 使 用 型 振 动 样 品磁 强 计 测 定 材料 的磁 滞 回线 和饱 和 磁 化 强度 实验 结 果 与讨 论 和 司 合 金 磁 滞 回线和 磁 化 曲线 如 图 和 图 所 示 的饱 和 磁 化 强度 为 吨 ，‘ 且 一 ︵罗 。代︶飞日 仍 侧尽橄斟 一 卢爵 ， … 一 刽一 一 磁 场 强度 一 ’ 图 和 一 合 金 的磁 滞 回 线 褚 · 坛 】 一 广一一一一 一一一吧 化诊瑞 二蕊获诬一蕊娜 ， 八工‘工 ﹄ ︵ ‘， ︸洲侧妞翅︶飞燃丈切日 实验 方 法 选 用 高纯 度 和 作 原材 料 原材料 的纯 度大 于 ， 在 型 号 为 刁 真 空 感 应熔 炼 炉 中经 过 真 空感应 熔 炼 ， 浇 铸 出 炉 一 氏 价 ， ， ， ， ， 的棒 状 合 金 试 样 距 初 始 端 处 ， 切 出 长 的试 样 ， 表 面 经 俘砂纸 打磨后 ， 用 爪仙沉 型 射 线衍 射 仪 分 析测 量 合 金衍 射 峰 的位 置和 强度 ， 并 由此 计算 出样 品 的 收稿 日期 一 一 韩志 勇 男 ， 岁 ， 博士 研 究生 国家 自然科学 基金 资助项 目 。 磁 场 强度汉认 一 ‘ 图 和 价一 合金 的磁 化 曲线 一 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2004．04．039