磁伸縮材料能將電磁能與機械能互相轉換，在微機電及感測元件的應用上極具潛力，因此引起廣泛的研究。本論文針對Fe87Ga13塊材之磁致伸縮及機械性質研究。以X光繞射儀(XRD)、SEM-EDS以及TEM進行塊材結構與成份分析，再以震動式樣品磁力計(VSM)觀察磁性質。然後對上述塊材利用Strain Gages進行觀察樣品之磁致伸縮特性及在磁場下利用共振頻率和阻尼分析儀(RFDA) 量測楊氏係數及剪力模數。
經由上列儀器分析後，得知Fe87Ga13塊材結構以相為主，內部亦含有一些二次相。磁伸縮性質、機械性質部分，除了硬度由1.509 GPa上升至1.92 GPa以外，隨著冷卻速率上升，飽和磁致伸縮量由原本的70 ppm降至54.33 ppm，E、G等機械性質皆下降，不比於原先之塊材，代表此塊材不適合利用快速冷卻消除有序相來改善磁性質。

Magnetostrictive materials have potential applications in MEMS and other sensing devices, because of their capabilities to convert magnetic energy into mechanical energy, and vice versa. This study focuses on a series of Fe87Ga13 bulk. We examined the bulk components by SEM-EDS. Structural property was investigated by X-ray diffraction (XRD) and magnetic property by vibration sample magnetometer (VSM). Magnetostriction were studied by using strain gauges. Mechanical properties were measured by Resonant Frequency & Damping Analyser (RFDA) at Magnetic field.
After analyzing via the above-listed instrument, we know the Fe87Ga13 bulks is  phase with its primary phase, there’s also other secondary phase inside. Magnetization and mechanical properties, except hardness from 1.509 GPa increase to 1.92 GPa, saturated magnetostriction from 70 ppm decrease to 54.33 ppm, E and G properties also worse than origin bulks.
That meaning the alloy is not suitable for high-speed cooling in order to remove order phase to enhance it’s magnetization.

1. A. E. Clark, J. B. Restorff, M. Wun-Fogle, T. A. Lograsso, and D. L. Schlagel, Proceedings of the Intermag. Conf., Toronto, 2000.
2. Wu R Q. Origin of large magnetostriction in Fe-Ga alloys. J Appl phys, 2002,91:7358.
3. Cullen J R, A. E. Clark, M. Wun-Fogle,et al. Magnetoelasticity of Fe-Ga and Fe-Al alloys. J Magn Magn Mater, 2001, 226-230:948.
4. 金重勳，磁性技術手冊，中華民國磁性技術協會出版 (2002)。
5. 近角聰信著，張煦、李學養譯，“磁性物理學”，聯經出版事業公司 (1982)。
6. 鄭振東，“實用磁性材料”，全華科技圖書股份有限公司（1999）。
7. 王坤池，“超高真空中在Ge(111)面上成長Co超薄膜之退火效應及磁性現象研究”，國立台灣科技大學機研所碩士論文（2001）。
8. William F.Smith著，李春穎、許煙明、陳忠仁譯，“材料科學與工程”，高立圖書有限公司(1994)。
9. 陳宿惠，“銀─鈷超薄膜在鉑（111）表面的磁性探討”，國立台灣師範大學物理所碩士論文（1999）。
10. 陳淑貞，“鈷薄膜在矽(100)表面的磁性觀測”，國立台灣師範大學物理所碩士論文（1999）。
11. 聶亨芸，“銀中介層對鈷超薄膜在鍺(111)基板上磁性質影響之研究”，國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文(2002)。
12. 陳元宗，國立清華大學材料科學工程研究所博士論文 (2006)。
13. L. Mayer, J. Appl. Phys. 29, 1454 (1958).
14. D. Chen, G. N. Otto and F. M. Schimit, IEEE Tran on Magn., 9, 66 (1973).
15. Legvold et al., Phys. Rev. Lett., 10, 509 (1963).
16. A.E.Clark, et al., Phys. Rev., 138, A216 (1965).
17. J.Rhyne, et al., Phys.Rev., 138, A507 (1965).
18. 賴耿陽，“應力應變的解析原理”，復漢出版社，pp. 24-59(1996)。
19. A.H.Morrish,“The physical principles of magnetism” (1965).
20. 鍾文定，“鐵磁學”，(中冊)，科學出版社(1998)。
21. 吳泰伯、許樹恩，“X光繞射原理與材料結構分析”，中國材料科學學會(1996)。
22. 邱軍浩，“ Ti/C 元素對PrFeB 系複合奈米晶薄帶之磁性及交換藕合效應影響”國立中正大學物理研究所博士論文(2006)。
23. Model 7407 Vibrating Sample Magnetometer user’s manual, Lake Shore.
24. http://en.wikipedia.org/wiki/Vickers_hardness_test, 2015/6/23.
25. 中研院金屬機械性質量測儀操作說明書(2015)。
26. ASTM E 1876-99, Am. Soc. Testing and Materials, (1999).
27. 劉奇青，“鐵鎳鎵合金材料的鐵磁共振與磁彈性質研究”國立交通大學電子物理研究所博士論文(2013)。
28. G. Wastlbauer, and J.A.C. Bland, Advances in Physics 54, 137 (2005).
29. S. U. Jen, S. P. Wang, W. C. Chang, and H. W. Chang, Journal of Applied Physics, 112, 053904 (2012).
30. S. Chikazumi: Physics of Magnetism, Krieger, New York (1978).