【摘 要】
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轻稀土基RFe2型稀土-过渡金属合金具有丰富的磁学特性,常温下具有非常大的磁致伸缩值而且价格低廉,具有良好的应用前景。本文采用电弧熔炼和常压退火的方法制备了轻稀土Ce基(Tb0.2Pr0.8)1-xCexFe1.93和(Pr0.5Nd0.5)1-xCexFe1.93合金;采用机械合金化方法制备了Sm0.88Nd0.12Fe1.80合金,并在磁场和无磁场的条件下分别取向制备了1-3型、0-3型环氧树
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轻稀土基RFe2型稀土-过渡金属合金具有丰富的磁学特性,常温下具有非常大的磁致伸缩值而且价格低廉,具有良好的应用前景。本文采用电弧熔炼和常压退火的方法制备了轻稀土Ce基(Tb0.2Pr0.8)1-xCexFe1.93和(Pr0.5Nd0.5)1-xCexFe1.93合金;采用机械合金化方法制备了Sm0.88Nd0.12Fe1.80合金,并在磁场和无磁场的条件下分别取向制备了1-3型、0-3型环氧树脂基复合材料。用X-射线衍射仪（XRD）、振动样品磁强计（VSM）和静态电阻应变仪等测试手段对上述样品进行了晶体结构、易磁化方向（EMD）、磁性能及磁致伸缩性能的研究。在Ce基RFe2型合金体系中,XRD结果分析显示,Ce的部分替代可以抑制RFe3型富铁相的出现,从而有利于单一Laves相的形成;(Pr0.5Nd0.5)1-xCexFe1.93合金及(Tb0.2Pr0.8)1-xCexFe1.93合金中,x30.40的样品呈单一Laves相结构,同时没有其他杂质相的出现。(Pr0.5Nd0.5)1-xCexFe1.93合金中,呈现非单一R3+价态的混合价态行为,在成分x=0.60附近,样品的晶格常数偏离了线性Vegard定律;饱和磁化强度和成分的Ms-x关系曲线也呈非线性规律,说明（Ce,R）混合稀土出现了混合价态行为;磁场取向样品的XRD结果说明,室温下合金的易磁化方向（EMD）处于<111>轴向;将Ce引入（Pr,Nd）Fe2体系中,可以降低磁晶各向异性,从而改善低场下的各向异性磁致伸缩性能,(Pr0.5Nd0.5)0.6Ce0.4Fe1.93合金具有良好的低场磁致伸缩性能,在1 k Oe的磁场下,la为165 ppm。(Tb0.2Pr0.8)1-xCexFe1.93合金中,晶格常数并未出现异常,但是后续根据Ms-x曲线,x=0.80的偏离了线性规律,此时并没有足够的证据说明在(Tb0.2Pr0.8)1-xCexFe1.93合金中出现了混合价态行为。根据取向XRD测试说明,Ce的含量x≤0.50时,合金的易磁化方向（EMD）是沿着<111>轴的,当x=0.60时,合金的EMD已经开始偏离了主轴。归一化初始磁化曲线M/Mmax-H及归一化磁致伸缩la/lmax-H曲线表明,合金体系的磁晶各向异性补偿点处于x=0.60附近,该成分合金具有良好的低场磁致伸缩,3 k Oe磁场下la为269 ppm。探索了不同退火温度对Sm0.88Nd0.12Fe1.80合金的晶格结构及磁致伸缩性能的影响。XRD分析表明,该合金在退火温度为690℃时具有最大的磁致伸缩,各向异性磁致伸缩la达到了1240 ppm。体积百分比为30%的伪1-3型复合材料展示了较大的磁致伸缩值la=860 ppm。特别在低磁场（3 k Oe）下,磁致伸缩la达到了565 ppm,甚至大于其75%的烧结多晶合金的性能,表明其具有工程应用价值。
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