磁性材料突破性加工方法：利用等通道角挤压技术加工软磁金属

      德克萨斯农工大学(Texas A&M University)的易卜拉欣•卡拉曼博士(Dr. Ibrahim Karaman)和桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)的唐•苏珊(Don Susan)和安德鲁•库斯塔斯(Andrew Kustas)博士共同进行了一项研究，该研究涉及一种独特的大塑性变形(SPD)过程，即等通道角挤压(ECAE)。这种方法能够改进磁性合金的力学性能，而不会改变材料的微观结构。

     生产高性能磁性合金和其他金属间化合物在航天和太空探索中非常有用，因为材料必须能承受包括极端温度，冲击和振动在内的恶劣环境。

     ECAE方法是强制金属或聚合物棒通过90度角的模具通道。该过程诱导SPD过程发生，而样品的横截面没有任何变化。

     *初，桑迪亚国家实验室和德州农工大学的研究人员共同研究了一个涉及形状记忆合金的不同课题。他们很快意识到结合各自设备的优势，并将其应用到一项全新的研究当中，并随后将这些经验应用于磁性合金的研究。

     桑迪亚认为需要批量生产磁性合金，以证明其优越的机械性能。由于ECAE允许材料的微观结构在不影响其横截面面积的情况下进行剧烈的改变，因此可以在同时提高力学性能的同时生产尺寸大于1英寸的大样本。

     德克萨斯A＆M公司材料科学与工程系系主任Ibrahim Karaman博士说：“我*初对提高特定材料的强度而同时保持其磁性不受影响的可能性持怀疑态度。” “但是，通过与Sandia的科学家合作，我们实现了梦寐以求的目标，并申请了ECAE软磁合金加工的专利。”

     德克萨斯A＆M的研究人员进行了ECAE加工和一些微观结构表征和机械测试。 桑迪亚对这些发现进行了进一步的微观结构和机械表征以及磁性能测试。

     Karaman说:“在过去的20年里，ECAE过程一直是德州A&M材料加工研究的一个重要组成部分，我们将这一技术应用于许多非常规材料，并取得了成功。”

     “ECAE传统上被应用于铝、铜或钢等普通材料，这些材料具有可塑性，易于操作，易于成型的特性。” Sandia公司技术人员的主要成员唐•苏珊博士(Don Susan)说：“我们现在进行的这项工作是突破性的，因为相比于普通材料，在脆性金属间合金上进行的ECAE过程更难实现。”

     “桑迪亚的科学家们想把ECAE用于低强度和极脆的磁性合金，如Fe-Co-V，”卡拉曼说。

     因此，他们的工作能够证明ECAE可以在极端加工条件下生产出能够承受苛刻机械环境的高性能合金。

     “我们认为有机会将ECAE应用于其他金属间化合物合金，如Fe-Si或Ni-Ti，以改善其微观结构并提高性能，”Susan说。 “这些实验为这一领域的进一步研究打开了大门。”

     卡拉曼说:“现在，桑迪亚公司正在与德克萨斯农工公司的一个附属公司进行扩大生产，以检验这些磁性合金工业生产时的磁性和机械性能。我们很高兴看到我们合作的成果。”

     这些研究成果在剑桥大学出版社《材料研究杂志》上以电子版形式发表。

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