共晶反应对Fe-Co合金磁性薄膜外延生长的作用机制研究

本项目的研究工作由理论研究和实验研究组成，主要在以下几个方面取得了研究结果：1）采用蒙特卡洛方法模拟出了Fe-Co、Fe-Co-Th、Fe-Co-Yb等熔体在不同过冷态下的热物理性质（表面张力、比热、粘度、扩散系数）。探讨了热物理性质发生变化的内在物理机制。2）在已有同质凝固相场模型基础上，结合热力学知识，推导了异质液相外延生长的相场模型，确定出了相场参量和体系无量纲焓所满足的偏微分方程组。通过离散相场模型，获得了相场方程求解方法。具体模拟了Fe-41%Co在Si衬底上的异质液相外延生长过程。3）研究了Fe-Co合金的单辊甩带凝固实验，该实验将微观凝固组织特征与材料的磁性能相联系，结合落管无容器处理条件下得到的实验结果，在宽广的过冷度和冷却速率范围内研究晶粒生长取向对磁性能改善的内在机理。4）完成了Gd-Fe-Co合金快速凝固的实验研究，对所选三个成分点的合金进行DSC热差分析以及EDS能谱分析，得出三个合金的液相线温度、固相线温度以及相组成。确定出Gd-Fe-Co三元合金系中一个伪二元共晶(Fe, Co)-(Fe, Co)17Gd2合金系。5）对具有双磁特性的Co-Gd二元合金的快速凝固过程及磁性能进行了研究，得到了不同冷却条件下，凝固组织的形态特征，以及交换耦合作用对磁性能的作用机理。研究结果已发表的论文共14篇，其中SCI收录6篇，EI收录9篇，著作2部，培养硕士研究生4人。