Структурa і властивості магнітострикційних матеріалів систем Fe-Ga та Fe-Ga-Al

Анотація

В статті наведені результати досліджень структури та фазового складу порошкових матеріалів двох та трехкомпонентний систем Fe –Ga і Fe –Ga – Al, та визначені деякі їхні властивості. Зразки для досліджень отримували з суміші  попередньо отриманої та подрібненої лігатури складу Fe – 44,9 % мас. Ga (50 %  ат. Ga), з порошками заліза (розпиленого) та алюмінію (пульверизованого) . Було виготовлено 7 партій різного складу сумішей, які мали або тільки два компонента, а саме Fe – 17,5% мас. Al та Fe – 21,5% мас. Ga, або усі три компонента з поступовим заміщенням Al на  Ga. Суміші  компактували під тиском 700 МПА у вигляді циліндричних пресовок, які потім спікали при температурі 1150 ^oC протягом 1 год в нейтральному середовищі чистого Ar (99,99 % Ar). Досліджено структуру та фазовий склад отриманих матеріалів. Проведені механічні випробування в умовах одновісного  стискання, визначена корозійна стійкість та оцінено магнітострикційні властивості зразків з матеріалів, що є найбільш перспективними для використання у якості магнітострікційних   матеріалів. Виявлено збільшення твердості та рівня міцності на  стиснення матеріалу  складу (% мас.): Fe –1,7Al – 19,3Ga порівняно з матеріалом  складу Fe – 21,5% мас. Ga. За корозійною стійкістю обидва ці матеріали відносяться до корозійностійких матеріалів (3 – 4 бал за 10 –бальною шкалою корозійної стійкості). Для досліджень магнітних властивостей застосовано  метод порівняльної оцінки магнітострикції відносно еталону, в якості якого виступив зразок з чистого порошкового заліза. В дослідах використовували спеціально розроблене устаткування для спостереження за динамікою процесів перемагнічування матеріалу в змінному магнітному полі.  Встановлено, що найвищим рівнем магнітострикції володіють матеріали складу Fe – 21,5 % мас. Ga ( > 210 ррm, ррm=10^-6). Матеріал складу Fe – 19,3 % мас. Ga – 1,75 %  мас. Al, що мав нижчий рівень пружності на стискання відрізнявся також і меншим значенням магнітострикції ( > 130 ррm). Рівень магнітострикції досліджених матеріалів знаходиться в межах вимог до комерційних деформованих сплавів системи Fe –  Ga (галфенолів).