【正文】 最后， Metglas?2826 。 （1）和（2）對于一個細(xì)長的， kHz的實驗值符合良好。這些結(jié)果基本上確定如何聲波速度由泊松比的影響。在模擬中使用的材料的特性和上述實驗分析是相同的。 為了查明Metglas ? 2826 MB的泊松比，使用市售軟件CoventorWare174。（如圖1）顯示了用于長度為4和10的寬度比和表明這些數(shù)據(jù)點互相重疊。28um厚的商業(yè)產(chǎn)品Metglas? 2826 MB被切成各種尺寸矩形條狀，然后清洗并準(zhǔn)備測試。這將通過式表達(dá)（4）確定泊松比的指數(shù)n。這種不一致的來源被認(rèn)為是圍繞薄帶中應(yīng)力的真實狀態(tài)，這表現(xiàn)在三維彈性伸展和收縮的組合。在使用這些解析解來描述諧振細(xì)長條的行為，方程（2）的結(jié)果比方程（1）更接近實驗值。這里，E被認(rèn)為是一個矩形橫截面桿的各向同性楊氏模量，并且假定桿的尺寸都是可比較的。為了更好的設(shè)計和提高這些設(shè)備的性能，更深入的理解他們縱向振動模式的本質(zhì)行為是必要的。 縱向模式傳感器的例子可在很多文獻(xiàn)中找到，特別是在化學(xué)和生物制劑檢測領(lǐng)域。一些綜述性文章已經(jīng)詳細(xì)介紹了這些傳感器。結(jié)果表明，目前的分析方法并不能充分預(yù)測它的行為。其次，感謝研究生學(xué)長和實驗室里的老師在實驗上給我的幫助和學(xué)校給我提供了豐富的資料，使我在設(shè)計過程中有所參照，幫助我完成設(shè)計。而對于垂直于軸向磁化，直徑為300um纖維的矯頑力跟剩磁比最小，即軟磁性能最好。由DSC曲線圖可知直徑為150um和300um的纖維的晶化溫度均在450℃左右。 第五章 結(jié) 論 本項工作通過熔體抽拉法制備出3種不同直徑的FeB纖維（150um， 300um, 600um），并通過光學(xué)顯微鏡，XRD， DSC，VSM分析技術(shù)分別對這三種纖維的表面形貌，結(jié)構(gòu)及各種性能進(jìn)行研究分析。平行磁化與垂直磁化的磁滯回線有明顯的不同，表明這三種樣品均具有磁各向異性，前文中分析到150μm和300μm的樣品基本為非晶，600μm的樣品為晶體，但其磁滯回線大致一樣，說明其磁各向異性主要為形狀磁各向異性以及由磁致伸縮產(chǎn)生的應(yīng)力磁各向異性。該實驗結(jié)果與上述XRD衍射結(jié)果相吻合。(a) 直徑為150um的FeB的DSC曲線圖(b) 直徑為300um的FeB的DSC曲線圖(c) 直徑為600um的FeB的DSC曲線圖 從三種不同直徑纖維的DSC曲線圖中可以看出，直徑為150um和300um的樣品的DSC相似，即在450℃左右有一個放熱峰，在1200℃有一個吸熱峰。、47176。45176。 三種不同直徑的FeB表面形貌圖（a）直徑為150um100；（b）直徑為300um100；（c）直徑為600um100； X射線衍射（XRD）分析 我們對所制備的不同直徑的非晶合金纖維分別進(jìn)行了XRD實驗，其結(jié)果（）所示?？梢钥闯隼w維表面粗糙度較大。非晶向晶態(tài)的轉(zhuǎn)變會出現(xiàn)放熱，其DSC曲線應(yīng)該有明顯的放熱峰。 差示掃描量熱分析(DSC)差示掃描量熱法（Differential Scanning Calorimetry 簡稱 DSC）是在程序控制溫度下，測量保持樣品與參比物溫度恒定時輸入到樣品和參比物功率差與溫度或時間關(guān)系的一種分析方法。當(dāng)非晶態(tài)合金中出現(xiàn)部分晶態(tài)相時，就會在漫散峰之上疊加明銳的結(jié)晶峰，分析結(jié)晶峰便可得到非晶態(tài)合金晶化產(chǎn)生的結(jié)晶相，并可運用 Scherrer 公式計算結(jié)晶相的平均晶粒度： （322）其中 t 為平均晶粒尺寸，λ 為 X 射線的波長，β 為衍射峰半高寬，θ 為布拉格角?？紤]到不同原子的散射因子不同，不同的晶體結(jié)構(gòu)具有不同的結(jié)構(gòu)因子，這些又決定了衍射峰的強(qiáng)度,X射線衍射儀工作原理（）。圖 X射線分析儀（XRD）及原理 X射線衍射分析(XRD)是材料晶體結(jié)構(gòu)和物性的分析中被廣泛應(yīng)用的手段。在制備量不大、制備時間不長時，銅輪由于其良好的導(dǎo)熱性，其適應(yīng)的合金熔點范圍并不完全受銅的熔點1083℃的限制。上升速度過慢，由于不可避免的微小偏心，將無法形成較長的纖維；而過快，則纖維過粗，甚至形成帶狀，冷卻速率也將大受影響而使產(chǎn)品可能成為晶態(tài)。輕則引起離力過大而將熔融合金直接擊出而無法形成均勻的纖維；重則可能引起機(jī)械共振，而使實驗無法正常進(jìn)行。其次是加熱時合金緩慢升溫，不會引起高溫飛濺。（2）在Ar氣保護(hù)的石英管中，利用高頻感應(yīng)爐將銅舟中的各種原材料熔化在一起。 FeB材料的制備 %以上的Fe和B單質(zhì)按摩爾比4:1配料后，進(jìn)行熔煉。以免在高速旋轉(zhuǎn)時，出現(xiàn)左右搖擺和偏心。熔化后的合金由于表面張力而呈饅頭形凸起。圖中： 1，制備薄帶氣壓入口；2，高頻加熱線圈；3，箱體；4，刮板；5，銅輪(直徑為220mm)；6，電機(jī)；7，支架；8，減速升降裝置；9，薄帶出口；10，纖維出口；11，抽、充氣通道。通過適當(dāng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，纖維直徑可以有效控制(10～100um)。前面兩種方法已經(jīng)在文章前面有所提到，這里重點介紹熔體抽拉法的一些相關(guān)知識，在這項研究中也采用熔體抽拉法制備FeB纖維。 選題的意義及研究內(nèi)容 FeB合金因其簡單的成分和良好的磁致伸縮效應(yīng)引起了廣泛的研究，尤其體現(xiàn)了在聲波傳感器中的優(yōu)越性。 （2）懸浮區(qū)熔法，其是利用高頻感應(yīng)加熱，表面張力和磁懸浮力相結(jié)合，使熔體不下塌，固定感應(yīng)圈向一個方向移動，實現(xiàn)定向凝固。另外，該類材料的制備工藝，關(guān)鍵在于制造出具有所需特定軸向擇優(yōu)取向，晶界盡量少的材料來。其中一些非晶態(tài)材料具有非常好的磁致伸縮效應(yīng)，從材料制備的角度來看，發(fā)展非晶態(tài)磁致伸縮薄膜材料有重要的意義。一些晶體材料，比如TerfenolD或Gafenol，具有很大的磁致伸縮系數(shù)，然而由于它們具有很大的各向異性，使得設(shè)計和制備材料尤其是小尺寸的裝置，比如MEMS具有很大的難度。傳感器可測量很多的環(huán)境參數(shù)，比如溫度,濕度、氣壓、薄膜的彈性、流體的粘度和密度、以及化學(xué)參數(shù)如NH3， CO2還有pH值 。(2)鐵氧體(如NiCo, Ni Co Cu鐵氧體材料等)磁致伸縮材料。當(dāng)交流磁場HAc和直流極化磁場(HDC=H1≠0)同時作用于材料上，而且直流磁場HDc遠(yuǎn)大于交流磁場HAc，（）區(qū)域2，交流形變與交流磁場呈類線性的慣性，總形變?yōu)椋? λ（H）=λDC+λAC∝λDC+HAC（ω） （15） 總形變幾乎與外加的交流磁場大小成正比，在此區(qū)域內(nèi)，可以得到加強(qiáng)的形變，也即能得到加強(qiáng)的輸出信號，因此，一般來說，為了得到放大的類線性輸出而非雙倍頻系數(shù)輸出，磁致伸縮裝置都會疊加一個小的交流磁場在直流磁場上。圖中虛線部分則對應(yīng)于沒有滯后情況的磁化。軟磁材料的MH環(huán)很小，dM/dH的斜系數(shù)很陡，這有利于減小能量損耗和增大輸出。當(dāng)外磁場強(qiáng)度減少到0時，某些磁疇仍然沿著磁化方向?qū)R，材料中存在剩余磁化Mr。 鐵磁材料的焦耳磁致伸縮效應(yīng) 在沒有外加磁場的時候，鐵磁材料的內(nèi)部會形成自發(fā)的磁疇。巴瑞特效應(yīng)，在特定的極端運行條件下，材料體積會隨磁場而改變。已有的交變磁通可以被另一個線圈所探測，拾波線圈可以測量磁通密度的變化率。這種現(xiàn)象的背景與焦耳效應(yīng)相似。由于磁場的存在，試件彈性模量發(fā)生了改變。當(dāng)外力施加于試件，穿過試件磁通密度由于磁場的產(chǎn)生而發(fā)生改變。在磁場較弱的區(qū)域，試件形狀即恢復(fù)至其原始尺寸。 焦耳效應(yīng)，這是指磁致伸縮材料沿著外加磁場方向延伸或壓縮的一種現(xiàn)象。磁致伸縮效應(yīng)其與多種物理現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)。 磁致伸縮效應(yīng)的分類 磁致彈性學(xué)是一門處理磁性材料磁學(xué)性能和彈性性能的學(xué)科。總體積的改變很小，在正常運行條件下可以被忽略。小磁疇的旋轉(zhuǎn)被認(rèn)為是磁致伸縮效應(yīng)改變長度的原因。除因瓦合金具有較大的體積磁致伸縮系數(shù)外，其他的鐵磁體的體積磁致伸縮系數(shù)都十分小，其數(shù)量級約為1010108。在絕大多數(shù)情況下，λ(H)的斜系數(shù)要比飽和或工程磁致伸縮常數(shù)λs具有更加重要的意義，λs是在飽和磁場強(qiáng)度Hs下最大的應(yīng)變系數(shù)。磁致伸縮的大小可以用磁致伸縮系數(shù)來表示，線磁致伸縮系數(shù)可表示為λ=Δι/ι0 , ι0 是材料未磁化狀態(tài)下的某一給定方向的原始長度，Δι是形變量。他觀察到，一類鐵磁類材料，如：鐵，在磁場中會改變長度。關(guān)鍵詞 磁致伸縮，新型功能材料，熔體抽拉法，F(xiàn)eB纖維FeB Magnetostrictive fiber preparation and research of structure and performanceAbstract Iron base magnetostrictive material is a new type of functional material, it has exce