Fe-Ga合金是近年来出现的新型磁致伸缩材料,主要应用于声纳、主动减振等领域。Fe-Ga合金具有价格低廉,温度适应性好,较好的延展性,且饱和磁化场很小的优势。但是Ga的熔点低,普通的制备方法会造成Ga元素的损失。因此开发制备Fe-Ga合金的新方法成为该领域的一个研究热点。本文采用熔融玻璃净化法及循环过热技术,研究Fe₈₃Ga₁₇合金深过冷行为,以及过冷度对合金组织性能及择优取向的影响,并采用超高温度梯度定向凝固技术制备具有择优取向的Fe₈₃Ga₁₇合金,和深过冷技术制备有所比较。采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法,使得Fe-Ga合金获得287K的大过冷度。从小过冷到141K过冷度,平均晶粒尺寸随过冷度的增加而逐步减小,并且具有相对比较均匀的粒度分布。在过冷度为176K时,枝晶被拉长,且具有一定方向性。当过冷度达到216K时,定向枝晶被细化。当过冷度大于252K,出现了大的等轴晶,试样内部大等轴晶与小等轴晶共存。随着过冷度的增加,大等轴晶晶粒的面积分数逐步增加。当过冷度达到287K时,就只有大等轴晶晶粒存在。该合金的组织演化过程经历了两次细化和一次粗化,在过冷度小于252K时,形核率随着过冷度的增大而增大,这就导致Fe₈₃Ga₁₇合金晶粒尺度随过冷度增加而下降,并且相对比较均匀。随着过冷度增大,合金内部发生再结晶,导致大晶粒吞并小晶粒生长,最终发生完全粗化现象。在过冷度达到176K时,Fe-Ga合金熔体中生成了短程应变有序相,沿着[100]方向上的Ga原子团簇将会加强此方向上的磁致伸缩性能。研究了淬火和退火对Fe-Ga合金组织的影响。,因为有序DO3相降低材料的磁致伸缩性能,而淬火可以抑制DO3相的生成,并且淬火过程中部分b.c.c基相转变成了Modified-DO3相,该相结构中,沿[100]方向存在Ga原子对,很大程度上增强了磁致伸缩效应,因此,淬火可以明显提高合金的磁致伸缩性能。退火工艺的缓慢冷却过程有利于DO3相的形成,并消除了能增强磁致伸缩性能的Ga原子团簇,所以退火降低合金的磁致伸缩性能。本文采用超高温度梯度定向生长制备Fe₈₃Ga₁₇合金,实验温度梯度控制在800K/cm,生长速度为6μm/s和10μm/s。在生长速率为6μm/s的超高温梯度Fe₈₃Ga₁₇合金定向凝固试样出现两个区域,分别为定向生长过渡区和生长稳定区。在定向生长稳定区中,形成了平行于轴向方向的几个粗大定向排列的柱状晶,横向晶界几乎完全消失,其择优取向为[110]方向。生长速率为10μm/s的超高温梯度Fe₈₃Ga₁₇合金定向凝固试样的择优取向受到阻碍。采用晶体生长速率与固液界面形态关系解释了这一现象。为了获得高取向度晶体,在制备过程中要协调好温度梯度和生长速度,保证固液界面为上凸形。两种制备方法分别得到具有[100]和[110]择优取向的结构,其中深过冷技术为制备[100]择优取向大磁致伸缩材料提供了一条可行的途径。