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课题组博士生苟峻铭同学1篇论文被Scripta Materialia录用
发布者: 马天宇 | 2020-04-16 | 63

 2020年4月16日,博士研究生苟峻铭同学一篇论文“Formation mechanism of tetragonal nanoprecipitates in Fe-Ga alloys that dominate the material's large magnetostriction”被Scripta Materialia(IF=4.539)录用。这是他在Fe-Ga合金方面继APL、Nature Comm.和Physical Rev. Mater.发表的第4篇论文。祝贺他!

 

论文简介:磁致伸缩材料可感知磁场并产生驱动效应,是国防和高技术领域不可或缺的重要智能材料。Fe-Ga合金因其低场大磁致伸缩效应和良好的塑韧性,成为继传统镍基合金和稀土磁致伸缩合金之后的新一代磁致伸缩材料,是2000年以来磁致伸缩材料领域的研究热点。尽管Fe-Ga合金的大磁致伸缩效应已被发现20余年,但是在BCC-Fe中固溶非磁性Ga元素使磁致伸缩性能提高10倍以上的结构根源一直存有争议。第一性原理计算认为Ga引起的电子结构改变是其大磁致伸缩效应的内禀根源。大量的实验研究表明Fe-Ga合金在纳米尺度上表现出结构非均质性,且磁致伸缩性能随热处理条件敏感变化,因而也有研究者认为该合金中的纳米析出相对其反常的大磁致伸缩效应起关键作用。普遍猜测纳米相可能具有L60或D022面心四方结构。但是,D022相迄今尚未被实验证实,且L60相的形成机制也不清楚。本文表明L60和D022均是形成L12平衡相的中间相,且简单的热处理可调控它们的尺寸及数量,并显著提高磁致伸缩性能。进一步采用原子级分辨率的球差透射电镜表征,发现L60相是由于Fe和Ga原子位置互换且同时发生晶格畸变的产物;D022是BCC基体相局部的D03有序度足够高时经无扩散的晶格切变所形成。因此,这一发现回答了困扰该领域学者近20年的重要基础问题。

 

Abstract:Up to now, the formation mechanism of tetragonal nanoprecipitates that may dominate the large magnetostriction of Fe-Ga alloys remains unclear. Here we found that both L60- and D022-type face-centered-tetragonal nanoprecipitates are precursors of the face-centered-cubic L12 equilibrium phase, as identified in the isothermally-aged Fe73Ga27 and Fe74Ga26 alloys, respectively. The L60 phase is formed due to Ga ordering along <001>-A2 direction and simultaneous lattice distortion. The D022 phase is formed via diffusionless lattice distortion when the D03 ordering degree is sufficient high. These findings may provide a microstructural basis for the large magnetostriction induced by soluting nonmagnetic Ga into body-centered-cubic Fe.