铁磁型高阻尼合金由于具有温度不敏感性(-200～380℃)、高阻尼稳定性、适用振幅区域宽(尤其是在低振幅区域下)、价格低廉等特性,因而有望在交通运输、船舰、航空航天等领域中得到广泛应用,特别是在极端条件下的应用,例如核反应堆和潜艇发动电机等高温环境以及人造卫星工作的太空环境(-100～100℃)。铁磁型高阻尼合金在这些振动环境中应用不仅可以有效降低阻尼减振器的结构复杂性、而且可以节约原料和制备成本。然而,相比基于晶界滑移机制的高阻尼合金(如Mn-Cu合金,阻尼值Q-1～0.05),铁磁阻尼合金的阻尼值相对较低(Q-1～0.01),因而有必要探索新的高阻尼铁磁合金,并研究元素组成成分、制备工艺对阻尼性能的影响和机制。Fe-Ga合金是新一代的磁致伸缩材料,其良好的力学性能和磁致伸缩性能,弥补了以Fe-Al和Ni基为代表的低磁致伸缩系数传统磁致伸缩材料和以Tb-Dy-Fe为代表的低力学性能超磁致伸缩材料之间的不足,故自21世纪初由美国海军国家实验室发现以来一直备受科研人员关注和重视。由于磁机械滞后损耗与磁致伸缩系数密切相关,在不考虑应力分布状态的情况下,磁机械滞后阻尼与磁致伸缩系数呈正相关性。因而,具有高磁致伸缩系数的Fe-Ga合金有望成为新一代的铁磁型高阻尼材料。为此,本文系统研究了不同热处理状态的Fe-18Ga合金内耗行为,发现了一个新的与Ga原子有序化转变相关的相变内耗峰,从多个角度解释、阐明了该高温内耗峰的形成机制,并通过系统研究塑性形变、稀土掺杂对Fe-18Ga合金阻尼和力学性能的影响,发展了一个协同提高Fe-18Ga合金阻尼性能和力学性能的热处理工艺,为研究高性能、宽温域阻尼合金提供新思路。论文所取得的主要创新性研究成果包括:针对Fe-18Ga合金的特征内耗谱研究中,首次在530～680℃的温度范围内发现了一个宽温域、不随频率改变的相变峰,且该峰由两个次级内耗峰构成,并分别对应于不同的转变过程;进一步通过系统的高温淬火、炉冷、热循环研究发现,该峰的峰型、峰温演化与材料热处理过程密切相关。通过轧制和掺杂等手段改变试样微结构和调控基体中Ga含量,采用磁致伸缩、电阻实验、原位同步辐射XRD等实验方法并结合微结构分析技术,从原子尺度明确了该有序-无序相转变的转变机制与Fe-18Ga合金中低温有序D03相转变为B2中间相然后转变为高温无序A2相的相转变过程有关,并精确测定了物相的有序-无序转变温区,相关研究结果为基于材料热历史提高Fe-Ga合金的阻尼和磁致伸缩特性具有指导性意义。发展出了一条高温热轧(1000℃)、淬火、中温回火的连续热处理工艺,通过调控材料的晶粒大小和第二相分布,有效地协同优化了 Fe-18Ga合金的阻尼性能和力学性能。通过该工艺,Fe-18Ga二元合金的抗拉强度可大幅提高到～791MPa,断裂延伸率达到5.7%,同时阻尼性能可达到～2.5×10-2。结合微观结构分析,认为良好的力学性能来自于大量钉扎的位错和弥散析出的第二相;优良的阻尼性能来自于退火过程中形成的90°迷宫畴的增加。通过在二元Fe-18Ga合金中进行适当的La掺杂有效提高了材料的阻尼性能,其中,当0.2at.%La掺杂时,阻尼性能达到～3.4×10-2。La一方面固溶进入Fe-Ga晶格导致内应力增加,另一方面与材料内部的Ga原子形成Laves结构相钉扎磁畴壁的运动。随着La含量的增加、材料内部的磁畴与第二相的相互作用逐渐由绕过反向形核,向主畴与附加畴相互钉扎转变,甚至弯曲了主畴的磁通方向。对于La掺杂的Fe-18Ga合金,阻尼性能的提高主要来自于适当的90°畴和第二相,当阻碍磁畴运动的阻力和畴壁的可移动距离适中时,畴壁的不可逆运动消耗的能量可达到最大值。这就提示我们在今后考虑如何提高铁磁材料的阻尼性能时,需同时兼顾材料内部畴壁阻力分布和可移动性。