磁性材料突破性加工方法：利用等通道角擠壓技術(shù)加工軟磁金屬

      德克薩斯農(nóng)工大學(Texas A&M University)的易卜拉欣•卡拉曼博士(Dr. Ibrahim Karaman)和桑迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratories)的唐•蘇珊(Don Susan)和安德魯•庫斯塔斯(Andrew Kustas)博士共同進行了一項研究，該研究涉及一種獨特的大塑性變形(SPD)過程，即等通道角擠壓(ECAE)。這種方法能夠改進磁性合金的力學性能，而不會改變材料的微觀結(jié)構(gòu)。

     生產(chǎn)高性能磁性合金和其他金屬間化合物在航天和太空探索中非常有用，因為材料必須能承受包括極端溫度，沖擊和振動在內(nèi)的惡劣環(huán)境。

     ECAE方法是強制金屬或聚合物棒通過90度角的模具通道。該過程誘導SPD過程發(fā)生，而樣品的橫截面沒有任何變化。

     *初，桑迪亞國家實驗室和德州農(nóng)工大學的研究人員共同研究了一個涉及形狀記憶合金的不同課題。他們很快意識到結(jié)合各自設(shè)備的優(yōu)勢，并將其應(yīng)用到一項全新的研究當中，并隨后將這些經(jīng)驗應(yīng)用于磁性合金的研究。

     桑迪亞認為需要批量生產(chǎn)磁性合金，以證明其優(yōu)越的機械性能。由于ECAE允許材料的微觀結(jié)構(gòu)在不影響其橫截面面積的情況下進行劇烈的改變，因此可以在同時提高力學性能的同時生產(chǎn)尺寸大于1英寸的大樣本。

     德克薩斯A＆M公司材料科學與工程系系主任Ibrahim Karaman博士說：“我*初對提高特定材料的強度而同時保持其磁性不受影響的可能性持懷疑態(tài)度�！� “但是，通過與Sandia的科學家合作，我們實現(xiàn)了夢寐以求的目標，并申請了ECAE軟磁合金加工的專利�！�

     德克薩斯A＆M的研究人員進行了ECAE加工和一些微觀結(jié)構(gòu)表征和機械測試。 桑迪亞對這些發(fā)現(xiàn)進行了進一步的微觀結(jié)構(gòu)和機械表征以及磁性能測試。

     Karaman說:“在過去的20年里，ECAE過程一直是德州A&M材料加工研究的一個重要組成部分，我們將這一技術(shù)應(yīng)用于許多非常規(guī)材料，并取得了成功�！�

     “ECAE傳統(tǒng)上被應(yīng)用于鋁、銅或鋼等普通材料，這些材料具有可塑性，易于操作，易于成型的特性�！� Sandia公司技術(shù)人員的主要成員唐•蘇珊博士(Don Susan)說：“我們現(xiàn)在進行的這項工作是突破性的，因為相比于普通材料，在脆性金屬間合金上進行的ECAE過程更難實現(xiàn)�！�

     “桑迪亞的科學家們想把ECAE用于低強度和極脆的磁性合金，如Fe-Co-V，”卡拉曼說。

     因此，他們的工作能夠證明ECAE可以在極端加工條件下生產(chǎn)出能夠承受苛刻機械環(huán)境的高性能合金。

     “我們認為有機會將ECAE應(yīng)用于其他金屬間化合物合金，如Fe-Si或Ni-Ti，以改善其微觀結(jié)構(gòu)并提高性能，”Susan說。 “這些實驗為這一領(lǐng)域的進一步研究打開了大門�！�

     卡拉曼說:“現(xiàn)在，桑迪亞公司正在與德克薩斯農(nóng)工公司的一個附屬公司進行擴大生產(chǎn)，以檢驗這些磁性合金工業(yè)生產(chǎn)時的磁性和機械性能。我們很高興看到我們合作的成果�！�

     這些研究成果在劍橋大學出版社《材料研究雜志》上以電子版形式發(fā)表。