一种超高超敏磁致伸缩材料的制作方法

本发明专利属于磁性材料技术领域，具体涉及一种超高超敏磁致伸缩材料。

背景技术：

巨磁致伸缩材料是由若干稀土和过渡金属fe组成的rfe2-型(r=稀土)laves相各向异性补偿合金，在换能器和传感器领域有着重要应用，是倍受关注的战略性功能材料。其目的是在低外磁场下实现低滞后、大应变响应。现有开发技术主要集中在：

在昂贵的重稀土tb/dy-fe2体系中进行元素掺杂改性，其组成为：用其他稀土如ho、ga等替换tb/dy或者过渡金属如mn、co、ni等替换fe。这个技术可以调节磁致伸缩材料的各向异性补偿点和磁致伸缩响应。该技术的主要问题是成本高、耗时、费力，新材料内部多畴结构不清晰。

轻稀土pr/nd基巨磁致伸缩材料开发，其组成为：以价格便宜的轻稀土pr/nd替换重稀土tb/dy，组成轻稀土基各向异性补偿的laves相磁致伸缩材料。该技术优势为轻稀土pr/nd原料价格便宜，其主要问题是轻稀土基laves相结构必须在超高压下合成，常压下无法成相，且性能均未能超过目前已经商用的重稀土基terfenol-d(tb0.27dy0.73fe2)材料。

技术实现要素：

本发明针对上述的问题，提供了一种超高超敏磁致伸缩材料。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：所述超高超敏磁致伸缩材料的成分由下述式表示，

(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(feym1-y)2-z

式中1-x、x和2-z分别为(tb0.27dy0.73)、(pr0.9tb0.1)和(feym1-y)的原子数比值；y和1-y分别为fe、m的原子数比值；所述x的取值范围是0＜x≤0.2；所述z的取值范围是0≤z≤0.10。

作为优选，m为co、mn、ni和al元素中的一种。

作为优选，所述m为co元素，所述y为0.9。

作为优选，所述x取值范围为0.10≤x≤0.15。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：本发明针对纯轻稀土laves相磁致伸缩材料无法常压合成，将轻稀土基各向异性补偿系统引入重稀土基各向异性补偿体系，既利用轻稀土原料价格优势，又可以避免超高压合成的技术成本，更重要的本发明的磁致伸缩材料具有低场无滞后巨磁致伸缩性能，其低场应变值接近或超过商业化的terfenol-d(tb0.27dy0.73fe2)多晶材料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，图1为实施例1~4提供的磁致伸缩材料(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(feym1-y)1.93的晶格参数a，居里温度tc，自旋重新定向温度tsr，饱和磁化温度ms，各向异性常数k1和磁致伸缩系数λ(当磁场强度为1和3koe)；

图2为x取值不同时得到的磁致伸缩材料的磁化强度和各向异性常数k1；

图3为实施例5~8提供的磁致伸缩材料(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(feym1-y)2的晶格参数a，居里温度tc，自旋重新定向温度tsr，饱和磁化温度ms，各向异性常数k1和磁致伸缩系数λ(当磁场强度为1和3koe)。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1~4

一种超高超敏磁致伸缩材料，所述超高超敏磁致伸缩材料的成分由下述式1表示，

(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(feym1-y)2-z1

式1中1-x、x和2-z分别为(tb0.27dy0.73)、(pr0.9tb0.1)和(feym1-y)的原子数比值；y和1-y分别为fe、m的原子数比值；所述x的取值范围是0＜x≤0.2；所述z的取值范围是0≤z≤0.10。

所述m为co元素，所述y为0.9。

所述x取值分别为0.05，0.10，0.15和0.20，所述z的取值为0.07。

附图1中列出了x取值0.05，0.10，0.15和0.20时得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9co0.1)1.93材料的晶格参数a、居里温度tc、自旋重新定向温度tsr、饱和磁化强度ms、各向异性常数k1和磁致伸缩系数λ(当磁场强度为1和3koe)。

附图1显示，当x取值0.1时，得到的磁致伸缩材料的磁致伸缩系数λ1k和λ3k均高于现有技术中商业化的terfenol-d材料相应值；当x取值0.15时，得到的磁致伸缩材料的磁致伸缩系数λ3k高于现有技术中商业化的terfenol-d材料相应值；当x取值0.05和0.2时得到的磁致伸缩材料的磁致伸缩系数小于商业化的terfenol-d材料相应值。

附图1显示，当x取值0.05，0.10，0.15时得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9m0.1)1.93材料的居里温度tc高于商业化的terfenol-d材料相应值。

当x取值0.05，0.10，0.15和0.20时得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9m0.1)1.93材料的自旋重新取向温度tsr均高于商业化的terfenol-d材料相应值。

附图1和2显示，x取值0.05，0.10，0.15和0.20时，得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9co0.1)1.93材料的饱和磁化强度ms小于商业化的terfenol-d材料相应值。

附图1和2显示，x取值0.1时，得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9co0.1)1.93材料的磁晶各向异性常数k1小于商业化的terfenol-d材料相应值，这样可以提高低磁场强度下的磁致伸缩性能；当x取值0.15时，得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9co0.1)1.93材料的磁晶各向异性常数k1略大于商业化的terfenol-d材料相应值。

实施例5~8

一种超高超敏磁致伸缩材料，所述超高超敏磁致伸缩材料的成分由下述式1表示，

(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(feym1-y)2-z1

式1中1-x、x和2-z分别为(tb0.27dy0.73)、(pr0.9tb0.1)和(feym1-y)的原子数比值；y和1-y分别为fe、m的原子数比值；所述x的取值范围是0＜x≤0.2；所述z的取值范围是0≤z≤0.10。

所述m为co元素，所述y为0.9。

所述x取值分别为0.05，0.10，0.15和0.20，所述z的取值为0。

附图3中列出了x取值0.05，0.10，0.15和0.20时得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9co0.1)2材料的晶格参数a、居里温度tc、自旋重新定向温度tsr、饱和磁化强度ms、各向异性常数k1和磁致伸缩系数λ(当磁场强度为1和3koe)。

附图3显示，当x取值0.1时，得到的磁致伸缩材料的磁致伸缩系数λ1k和λ3k均高于现有技术中商业化的terfenol-d材料相应值；当x取值0.15时，得到的磁致伸缩材料的磁致伸缩系数λ3k高于现有技术中商业化的terfenol-d材料相应值；当x取值0.05和0.2时得到的磁致伸缩材料的磁致伸缩系数小于商业化的terfenol-d材料相应值。

附图3显示，当x取值0.05，0.10，0.15时得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9co0.1)2材料的居里温度tc高于商业化的terfenol-d材料相应值。

当x取值0.05，0.10，0.15和0.20时得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9m0.1)2材料的自旋重新取向温度tsr均高于商业化的terfenol-d材料相应值。

附图3显示，x取值0.05，0.10，0.15和0.20时，得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9co0.1)2材料的饱和磁化强度ms小于商业化的terfenol-d材料相应值。

附图3显示，x取值0.1时，得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9m0.1)2材料的磁晶各向异性常数k1小于商业化的terfenol-d材料相应值，这样可以提高低磁场强度下的磁致伸缩性能；当x取值0.15时，得到的(tb0.27dy0.73)1-x(pr0.9tb0.1)x(fe0.9co0.1)2材料的磁晶各向异性常数k1略大于商业化的terfenol-d材料相应值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，例如将co元素替换为mn、ni和al中的一种，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。