跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.237.38.244) 您好!臺灣時間:2021/07/26 10:50
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:鄭欽榮
研究生(外文):Cin-Rong Jheng
論文名稱:Fe-Ga-Ni與Fe-Ga-V鐵磁性形狀記憶合金之微結構與磁性
論文名稱(外文):Microstructures and Magnetic Properties of Fe-Ga-Ni and Fe-Ga-V Ferromagnetic Shape Memory Alloys
指導教授:林英志林英志引用關係
指導教授(外文):Yin-Chih Lin
口試委員:李洋憲蘇武忠
口試日期:2013-11-30
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:模具工程系碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:Fe77Ga19Ni4與Fe73Ga18V9鐵磁性形狀記憶合金顯微結構磁致伸縮磁性質
外文關鍵詞:Fe77Ga19Ni4 and Fe73Ga18V9 FSM alloysMicrostructuresMagnetostrictionMagnetic property
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:378
  • 評分評分:
  • 下載下載:25
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究目的係研究塊材Fe-Ga鐵磁性形狀記憶合金(FSMA)中,添加第三合金元素Ni(4、6 at.%)、V(9 at.%),以鎳(Ni)、釩(V)取代部分鐵(Fe),Fe77Ga19Ni4和Fe73Ga18V9(at.%)合金塊材於1100℃持溫在各種不同時間固溶處理(ST),並淬火於冰鹽水,和固溶後試樣時效於450℃-750℃持溫於24小時,並爐中冷卻(FC)。藉由維克氏硬度測試計、X-ray繞射儀(XRD)、光學顯微鏡(OM)、掃描式電子顯微鏡(SEM)、穿透式電子顯微鏡(TEM)、P3應變磁致伸縮測量儀與超導量子干涉磁量儀(SQUID),探討顯微結構與磁特性之關係。
研究結果顯示:添加Ni、V到Fe-Ga鐵磁性形狀記憶合金中,會增進B2+D03微結構之形成,並降低了Fe77Ga19Ni4與Fe73Ga18V9鐵磁性形狀記憶合金的飽和磁致伸縮應變值。同時這兩種合金固溶再時效750℃持溫24小時爐冷之飽和磁致伸縮應變值會更進一步降低,並破壞了Fe77Ga19Ni4與Fe73Ga18V9鐵磁性形狀記憶合金之磁性形狀記憶效果。

The objectives of this study are investigated the effect of addition a third element Ni(4, 6 at.%) and V(9 at.%) into the bulk Fe-Ga ferromagnetic shape memory alloys (FSMA), in which the nickel (Ni) and Vanadium (V) elements substitute for parts of iron (Fe). The microstructures and magnetic properties of the Fe77Ga19Ni4 and Fe73Ga18V9 FSM alloys solution-treated (ST) at 1100℃ for various times quenched in ice brine and parts of samples post ST then aged at 450℃-750℃ for 24h furnace cooled (FC), were investigated by Vickers hardness (Hv), x-ray diffraction (XRD), optical microscope (OM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) , Model P3 strain indicator and recorder, and superconducting quantum interference device magnetometer (SQUID).
The research results indicate that adding Ni and V to the Fe-Ga FSMAs enhanced the formation of B2+D03 structures, which drastically decreased the saturation magnetostriction of the Fe77Ga19Ni4 and Fe73Ga18V9 FSMAs. When both alloys were ST and aged at 750℃ for 24h furnace cooled (FC), furthy decreased the saturation magnetostriction and destroyed the ferromagnetic shape memory effect (FSME) in aged Fe77Ga19Ni4 and Fe73Ga18V9 FSMAs .

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
符號說明 xi
第一章緒論與文獻回顧 1
1-1前言 1
1-2形狀記憶合金導論 2
1-2-1 形狀記憶合金簡介 2
1-2-2 形狀記憶合金的結構 2
1-2-3 形狀記憶合金效應 3
1-2-4形狀記憶合金的限制 5
1-3 鐵磁性形狀記憶合金導論 6
1-3-1 鐵磁性形狀記憶合金(FSMA) 6
1-3-2 鐵磁性形狀記憶效應(FSME) 6
1-3-3 鐵磁性磁矩排列方式 7
1-3-4 磁滯曲線(Hysteresis Loop) 8
1-3-5 鐵磁性材料磁化分佈影響的原因 9
1-3-6磁壁(magnetic wall) 9
1-3-7磁致伸縮(magnetostriction) 10
1-3-8 磁異向性(magnetic anisotropy) 12
1-3-9 鐵磁性形狀記憶合金的應用 13
1-4鐵鎵文獻回顧 13
1-4-1 Fe-Ga合金中的相結構 13
1-4-2 Ga含量對Fe-Ga多晶相結構的影響 14
1-4-3 Fe-Ga合金的磁致伸縮性能 15
1-4-4 Fe-Ga合金的優點 17
1-4-5 Fe-Ga合金的應用前景 18
1-4-6 添加第三元素對Fe-Ga磁性形狀記憶合金的影響 18
1-5研究目的 19
第二章 實驗步驟與方法 20
2-1實驗過程 20
2-2試樣之準備 21
2-3切割實驗試樣之尺寸 22
2-4 封管 23
2-5 熱處理 24
2-6 鑲埋→研磨→拋光→腐蝕 25
2-6-1 鑲埋 25
2-6-2 研磨與拋光 26
2-6-3 腐蝕 27
2-7 檢驗儀器 28
2-7-1 維克氏硬度試驗 28
2-7-2 SEM與EDS微結構分析 29
2-7-3 XRD晶體結構分析 29
2-7-4 磁致伸縮量測 31
2-7-5 TEM微結構分析 33
2-7-6 SQUID磁性量測 35
第三章 結果與討論 37
3-1 維克氏硬度分析 37
3-2 XRD 晶體繞射分析 41
3-3 OM、SEM與EDS微結構分析 46
3-4 TEM 微結構分析 48
3-5.磁致伸縮量測分析 52
3-6 SQUID 磁性質分析 59
第四章 結論 62
參考文獻 63
附錄A 68
附錄B 69
附錄C 70
附錄D 71
簡歷 72


[1].A.E Clark, M. Wun-Forgle, J.B Restorff, T.A Lograsso, J.R Cullen, 2001, IEEE Trans Magn, vol.37, pp.2678.
[2].R.Q Wu, 2002, J Appl Phys, vol.91, pp.7358.
[3].J.R Cullen, A.E Clark, M. Wun-Fogle, J.B Restorff, T.A Lograsso, 2001, J Magn Magn Master, vol.948, pp.226-230.
[4].G.D Liu, L.B Liu, Z.H Liu, M. Zhang, J.L Chen, J.Q Li, G.H Wu, Y.X Li, J.P Qu, T.S Chin, 2004, Appl Phys Lett, vol.84, pp.2124, 2004.
[5].Dai Liyang, Cullen James, 2003, “Wuttig Manfred Magnetism, elasticity, and magnetostriction of Fe-Co-Ga alloys”, J Appl Phys, vol.93, pp.8627-8629.
[6].A.E Clark, J.B Restorff, M. Wun-Fogle, 2007, “Magnetostriction of ternary Fe-Ga-X (X=C,V,Cr,Mn,Co,Rh)alloys”, J Appl Phys, vol.101, C507-1-C507-3.
[7].A.E Clark, J.B Restorff, M. Wun-Fogle, 2008, “Effect of interstitial additions on magnetostriction in Fe-Ga alloys”, J Appl Phys, vol.103, B314-4-B314-3.
[8].J.B Restore, M. Wun-Fogle, A.E Clark, 2002, “Magnetostriction of ternary Fe-Ga-X alloys(X=Ni,Mo,Sn,Al)”, J Appl Phys, vol.91, pp.8225-8227.
[9].http://www.phy.cuhk.edu.hk/phyworld/iq/memory_alloy/memory_alloy.html .
[10].黃朝隆,2009,鐵鈀鋁鐵磁性記憶之探討合金,國立高雄應用科技大學模具工程所,碩士論文。
[11].T. Saburi, S. Nenno, C.M Wayman, 1979, ICOMAT, vo1.19, pp.619.
[12].T. Saburi, S. Nenno, 1982, “On Solid to Solid Phase Transformation Asm”, In Proc Int Conf , pp.1455, Metals Park.
[13].楊大智、吳錫侃、遊正鋒,2004,智能材料與智能系統,新文京出版社。
[14].Nitinol Devices & Component in http://www.nitinol.com/.
[15].蔡豐銘,2004,形狀記憶合金之有限元素分析,國立雲林科技大學機械工程研究所,碩士論文。
[16].Tanaka, 1986, “Athermomechanical sketch of shape memory effect: One-dimensional tensile behaviour”, Res mech, vol.18, pp.251-263.
[17].Y. Furuya, N.W Hagood, H. Kimura and T. Watanabe, 1988, Mater Trans JIM, vol. 39, pp.1248.
[18].D. Gignoux, M. Schlenker , 2002,Fundamantals of Magnetism.
[19].F. Yasubumi, W. Nesbitt, 1998, “Shape memory effect and magnetostriction in rapidly solidified Fe-29.6at%Pd alloy”, Materials Transactions, vol.39, pp.1248-1254.
[20].金重勳等人,2002,磁性技術手冊。
[21].William F.Smith 著,1994,材料科學與工程,李春穎、許煙明、陳忠仁譯,高立圖書有限公司。
[22].近角聰信著,1982,磁性物理學,張煦、李學養譯,聯經出版。
[23].DavidJ.Griffiths, 1989, Introduction to Electrodynamics AcademicPress, pp.245, New York.
[24].紀近成,2001,壓磁/磁致伸縮智慧型複合材料之物性分析,逢甲大學機械工程研究所,碩士論文。
[25].Soshin Chikazumi, 1984, Physics of Ferromagnetism, pp.3, New York.
[26].李景明、張慶瑞、陳士堃、陳立翰,2000,磁性技術手冊,2000。
[27].王則閔,2012,Fe65-Pd30-Ni5鐵磁性形狀記憶合金之顯微組織與磁特性之研究,國立高雄應用科技大學模具工程所,碩士論文。
[28].莊亦韓,2007,鐵鈀銀合金微結構與磁性之探討,國立高雄應用科技大學模具工程所,碩士論文。
[29].D. Vokoum, Y.W Wang, T. Goryczka, C.T Hu, 2005, “Magnetostrictive and shape memory properties of Fe-Pd alloy with Co and Pt additions”, Smart Mater.Struct, vol.14, pp.S261-S265.
[30].B.D Cullity, 1972, Introduction to Magnetic Materials, Addison-Wesley Reading.
[31].楊博丞,2008,鐵鈀錳-鐵磁性形狀記憶合金之探討,國立高雄應用科技大學模具工程所,碩士論文。
[32].D.P Dumme, C.M Wayman, “Effect of Austenite Ordering on Martensite Transformation in Fe-Pd Alloys Near Composition Fe3.2.Crystallography and General Features”, Met. Trans, pp.147.
[33].W. Koster, T. Godecke, Z. Metallkd, 1977, J.Magn Magn Mater, vol.661, pp.68.
[34].N. Srisukhumbowornchai, S. Guruswamy, 2002, “Influence of ordering on the magnetostriction of Fe-27.5%Ga alloys”, Appl. Phys, vol.92, pp.5371.
[35].O. Ikeda, R. Kainuma, I. Ohnuma, K. Fukamichi, K. Ishida, 2002, “Phase equilibrium and stability of ordered bcc phases in the Fe-rich portion of the Fe-Ga system”, J.Alloys Compd, vol.34 , pp.198.
[36].王慶偉,2007,Fe-Ga合金相結構和磁致伸縮研究,浙江大學材料科學與工程學系,碩士論文。
[37].A.E Clark , J.B Restorff, 2000, IEEE Trans Magm, vol.36, pp.3258.
[38].R.A Kellogg, A.B Flatau, A.E Clark, M. Wun-Forgle, T.A Lograsso, 2002, “Texture and grainmorphology dependences of saturafion magnetostriction in rolled polycrystalline Fe83Ga17”, J. Appl. Phys, vol.91, pp.7821.
[39].A.E Clerk, K.B Hathaway, M. Wun-Forgle, J.B Restorfl, T.A Lograsso, V.M Keppens, G. Petculescu, R.A Taylor, 2003, “Extraodinary magnetoelasticity and lattice softening in bcc Fe-Ga alloys”, J. Appl. Phys, vol.93, pp.8621.
[40].A.E Clark, M. Wun-Forgle, J.B Restorff, T.A Lograsso, J.R Cullen, 2001, Proc 8th Joint Intermag Conf, pp.7-11, SanAntonio.
[41].R. Wu, 2002, “Origin of large magnetostriction in Fe-Ga alloys”, J.Appl. Phys, vol.91, pp.7358.
[42].T.A Lograsan, A.R Ross, D.L Schlagel, A.E Clark, M. Wun-Fogle, 2003, “Structural transformation in quenched Fe-Ga alloys”, J.Alloys Compd, vol.305, pp.95.
[43].劉芬霞,2008,磁致伸縮材料Fe-Ga合金的研究,蘭州理工大學材料科學與化學學系,碩士論文。
[44].A.E C1ark, M. Wun-Fogle, J.B Restorff, 2005, “Magnetization Magnetic Anisotropy and Magnetostriction of Galfenol alloys”, Galfenol Workshop, vol.1, pp.2.
[45].龔彥,蔣成保,徐惠彬,2006,“硼添加對Fe-Ga合金相結構和磁致伸縮的影響”,金屬學報,第42卷,第7期,頁830-834。
[46].高芳,蔣成保,劉敬華,徐惠彬,2007,“第三元素添加對Fe-Ga合金相組成和磁致伸縮性能的影響”,金屬學報,第43卷,第7期,頁683-687。
[47].于全功,江麗萍,張光睿,郝宏波,吳雙霞,趙增祺,2010,“Tb對Fe83-Ga17合金磁致伸縮性能影響”,中國稀土學報,第31卷,第4期,頁21-24。
[48].洪嘉憶,2011,添加鎳元素對鐵磁Fe-Pd合金之磁性相微結構與磁性的影響,國立高雄應用科技大學模具工程所,碩士論文。
[49].勞工安全衛生所,http://www.iosh.gov.tw/Publish.aspx?cnid=31&P=650。
[50].國立成功大學貴儀中心,http://www.ncku.edu.tw/~facility/facility /index.htm。
[51].國立中山大學貴儀中心,http://khvic.nsysu.edu.tw/khvic/JL/D8D-2.htm。
[52].林麗娟,1994,“X光繞射原理及其應用”,工業材料,第86期,頁101。
[53].胡鎮州,2010,鐵鈀鎳合金之磁性相微結構與磁性探討,國立高雄應用科技大學模具工程所,碩士論文,2010。
[54].國立中正大學貴儀中心,http://deptpic.ccu.edu.tw/ytem.htm。
[55].穿透式電子顯微鏡之原理,http://140.113.226.70/www/course/ tem-2.pdf。
[56].陳力俊等著,材料電子顯微鏡,精密儀器發展中心出版。
[57].國立清華大學貴儀中心,http://www.nscric.nthu.edu.tw/。
[58].楊鴻昌,1991,“超導量子干涉磁量儀”,科儀新知,第12卷,第6期,頁72-79。
[59].Yin-Chih Lin, Hwa-Teng Lee, 2008, “Magnetism and Mechanical Property of Fe-Pd-Rh Alloys”, AMC, Asian.
[60].江洪林,張茂才,高學緒,朱潔,周壽增,2006,“快淬Fe83Ga17合金薄帶的顯微組織和磁致伸縮性能”,金屬學報,第42卷,第2期,頁177-180。
[61].胡勇,丁雨田,劉芬霞,張豔龍,王璟,2008,“Galfenol合金的顯微組織和磁致伸縮性能”,鑄造學術,第29卷,第11期,頁1579-1582。
[62].C.B Nunes, R.S Turtelli, R. Grossinger, H. Muller, H. Sassik, 2010, “Magnetostriction of Melt-spum Fe85G15, Fe78Ni7Ga15, and Fe78Co7Ga15 Stacked Ribbon Samples”, J. Magn. Materials, vol.322, pp.1605-1608.
[63].Q. Xing, T.A Lograsso, 2011, “Effect of Cooling Rate on Magnetoelasticity and Short-range Order in Fe-Ga Alloys”, Scrip Materialia, vol.65, pp.359-362.
[64].A. Javed, T. Szumiata, N. A. Morley, and M. R. J. Gibbs, 2010, “An Investigation of the Effect of Structural Order on Magnetostriction and Magnetic Behavior of Fe-Ga Alloy Thin Films”, Acta Materialia, vol.58, pp.4003-4011.
[65].Yin-Chih Lin, 2013, “Microstructures and Magnetostrictive Strains of Fe-Ga-Ni Ferromagnetic Shape Memory Alloys”, J Appl Phys, vol.113, 17A303.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top