3.2  Fe-Ga合金的金相组织 17

3.3  铸态Fe-Ga合金中Ga的含量对磁致伸缩性能的影响。 18

4  Fe-Ga合金薄带的结构及其磁致伸缩性质 21

4.1  Fe-Ga合金薄带的结构 21

4.2  Fe-Ga合金薄带的显微结构 23

4.3  Ga含量对Fe-Ga合金薄带磁致伸缩性质的影响 26

4.4  辊速对Fe-Ga合金薄带的磁致伸缩性质的影响 27

5  结语 32

致谢 33

参考文献 34

1  绪论

1.1  磁致伸缩效应及产生机制

    磁性材料在被磁化时，其体积和长度发生形变现象称为磁致伸缩效应。其中长度方向的变化是1842年英国人焦耳(Joule)首先发现的，又称焦耳效应[1]或线性磁致伸缩。由于体积的变化(体积磁致伸缩)比起长度的变化要微弱得多，用途又少，故通常将线性磁致伸缩简称为磁致伸缩。磁致伸缩的大小用其长度的相对变化来表示：△L/L0=λ，称磁致伸缩系数。λ随磁场的增加而增加，一直到饱和。一般将饱和磁化状态下的磁致伸缩系数用λs来表示，用做衡量磁性材料的磁致伸缩性能。长度变化如果是伸长的，λs为正值；长度变化是缩短的，λs为负值。如果对材料施加一个压力或张力(拉力)，使材料的长度发生变化，则材料内部的磁化状态亦随之变化，这是磁致伸缩的逆效应，称为压磁效应[1]。

    磁致伸缩效应产生的原因有3个方面：(1)自发形变。由于原子或离子间的交换作用力引起单畴晶体的自发磁化，导致晶体改变形状。(2)场致形变。在铁磁或亚铁磁材料中，当温度低于居里温度时，在材料的内部形成大量磁畴，假设磁畴的形状在居里温度以上是球形的，自发磁化后变为椭球形，其磁化强度方向是椭球的一个主轴。当没有外磁场时，磁畴的磁化是随机的；外加磁场后，通过畴壁移动和磁畴转动，最终大量磁畴的磁化方向将倾向平行于外场。如果畴内的磁化强度方向是自发形变的长轴，则材料在外场方向将伸长，表现为正的磁致伸缩；如果磁化强度方向是自发形变的短轴，则材料在外场方向将缩短，表现为负的磁致伸缩。当磁场比饱和磁场小时，样品的变形主要是长度的改变(线性磁致伸缩)，而体积几乎不变；当磁化场大于饱和磁场时，样品的变形主要是体积的改变，即体积磁致伸缩。体积磁致伸缩在磁场大于饱和磁场时才发生，这时样品内的磁化强度己大于自发磁化强度，自发磁化强度的产生及变化是与交换作用有关的，所以体积磁致伸缩是与交换力有关的。(3)形状效应。由于磁性体内部的退磁因子作用引起的形状变化。设一个球形的单畴样品，想象其内部没有交换作用和自旋-轨道的耦合作用，而只有退磁能(1/2)NMs2V，为了降低退磁能，在磁化方向要伸长以减小退磁因子N，这就是退磁效应，它对磁致伸缩的贡献较小。

1.2  磁致伸缩效应的基础理论

1.2.1  磁致伸缩的唯象理论

磁致伸缩材料的线性伸缩主要来源于磁性晶体各向异性能与应变有关，依靠变形使总能量下降到最小值，而总的能量在晶格对称操作下不变。这是磁致伸缩的唯象理论[2]处理诸多问题的两个基本依据。论文网