掺杂对Ni51.5Mn25Ga23.5相变行为和磁性的影响

通过往母合金Ni_51.5Mn₂₅Ga_23.5掺入7种IVA, VA和VIA 过渡族元素得到系列掺杂合金Ni_51.5Mn₂₃M₂Ga_{23 .5}.M为掺杂元素.实验结果表明，掺杂效应一般引起马氏体相变温度的下降，其中，W 的掺杂是7种元素中唯一使相变温度升高的特例，且出现了中间马氏体相变.同时，在价电子 浓度不变的情况下，相变更敏感于原子的尺度效应.实验发现，Ti，Zr，Hf，V四种非磁性元 素的掺杂使Mn原子磁矩减小，而Nb，Ta，W三种非磁性元素的掺杂却可以明显地增大Mn原子 的磁矩.在考察掺杂效应时，不能忽略马氏体相变引起的晶格变化对材料磁性的影响. 关键词： NiMnGa 掺杂 马氏体相变 磁性     

Mn/Cr掺杂对Ni-Fe-Ga合金相变和磁性转变的影响

系统研究了Mn和Cr元素掺杂对Ni_(55)Fe_(18)Ga_(27)合金马氏体相变温度和居里温度的影响.研究表明:随着Mn含量的增加,Ni_(55-x)Mn_xFe_(18)Ga_(27)系列合金的马氏体相变温度逐渐降低,居里温度有所增加;Ni_(55)Fe_(18-x)Mn_xGa_(27)系列合金的马氏体相变温度也逐渐降低,但居里温度变化并不明显.随着Cr含量的增加,Ni_(55-x)Cr_xFe_(18)Ga_(27)系列合金的马氏体相变温度明显降低,居里温度则小幅度降低;Ni_(55)Fe_(18-x)Cr_xGa_(27)系列合金的马氏体相变温度和居里温度均有规律的降低.     

Cu对Ni50Mn36In14相变和磁性的影响冰

文章研究了Cu替代部分Ni对铁磁性形状记忆合金Ni50Mn36In14相变和磁性的影响规律．研究表明,在Ni50-χcCuχMn36In14中,随着Cu含量的增加,相变温度逐渐降低．Cu含量低于5％时。奥氏体的磁性强于马氏体的磁性,母相和马氏体相的饱和磁化强度的差值△M随着Cu含量的增加而增大．当Cu含量χ=4．5时,△M迅速增加到80emu／g,并在该材料中观察到了磁场驱动的马氏体到奥氏体的转变,显示了该材料作为磁驱动磁电阻材料的潜在应用前景．当Cu含量高于5％时,奥氏体保持铁磁状态,马氏体相由反铁磁状态变为铁磁状态,马氏体的磁性强于奥氏体的磁性,△M大大削弱,磁场驱动性质消失．     

Ni50.5Mn24.5Ga25单晶的预马氏体相变特性

通过交流磁化率、电阻、有无磁场下的预相变应变、磁致伸缩和磁化强度测量,系统研究了近正配分比Ni50.5Mn24.5Ga25单晶的预马氏体相变特性.在自由样品中观察到预马氏体相变应变.在预相变点,沿[010]方向施加大小约为80kA/m的磁场,在晶体母相的[001]方向上获得了高达505ppm的磁致伸缩,该值是相同条件下晶体母相磁致伸缩量的5倍多.同时,报道了不同方向磁场对预相变应变干预的结果.利用软模凝结的概念和依据单晶生长的特点,分析了预相变应变产生的机理.而磁场干预预相变应变的机理是磁场增大的磁弹耦合导致的晶格形变与材料内禀形变的竞争.利用磁性测量结果证实和解释了预相变过程中[001]和[010]轴方向间进一步增大的各向异性.进而对磁场沿[001]和[010]两个晶体学方向所导致的应变特性的差别,包括最大磁致伸缩、饱和预相变应变、饱和场等,进行了分析和讨论.     

Zn掺杂对Heusler型磁性形状记忆合金Ni2FeGa1-xZnx(x=0—1)电子结构、磁性与马氏体相变影响的第一性原理研究

通过第一性原理计算研究了Zn掺杂对典型磁性形状记忆合金Ni2FeGa的电子结构、马氏体相变和磁性的影响.在Ni2FeGa1-xZnx(x=0,0.25,0.5,0.75,1)中,取代Ga的Zn原子更倾向于占据Heusler合金晶格的D位.计算表明Ni2FeGa1-xZnx合金马氏体和奥氏体相之间的能量差DEM随着Zn掺...     

Pd掺杂对NiTi合金马氏体相变和热滞影响的第一性原理研究

一定浓度的Pd掺杂能够有效地提高Ni Ti合金的相变温度,并且降低热滞.为了解其作用机理,采用第一性原理计算方法,对不同Pd掺杂浓度下Ni Ti合金(Ni24-n Pd n Ti24,n=2,3,4,5,6,9,12;掺杂浓度分别为4.2 at.%,6.3 at.%,8.4 at.%,10.4 at.%,12.5 at.%,18.8 at.%,25 at.%)的相稳定性和结构特性进行计算讨论.马氏体相变温度可以通过奥氏体与马氏体两相能量差值进行分析,且能量差越大相变温度越高;相变过程中两相晶格常数之比越接近于1则热滞越接近于0.计算结果表明:当掺杂浓度小于10.4 at.%时,B19′是最稳定的马氏体相,体心四方(BCT)结构与B19′相的能量差随掺杂浓度的增加略有下降;当掺杂浓度大于等于10.4 at.%时,B19相是最稳定的马氏体相,BCT与B19的能量差随着掺杂浓度增加显著升高.这意味着在掺杂浓度大于等于10.4 at.%时相变温度随掺杂浓度的增加而显著增加.用几何模型分析了马氏体相变的热滞,结果表明掺杂浓度为10.4 at.%时B2到B19相的相变过程热滞最小,与实验结果一致.     

C掺杂Mn3Ge的电子结构和磁性

采用第一性原理计算方法研究C掺杂对Mn₃Ge的影响.对Mn_3-xGeC_x的晶体结构进行几何优化,发现C原子最稳定的掺杂位置在正八面体的中心位置.研究其电子结构和总磁矩随C掺杂量的变化,发现总磁矩随着C浓度的增加先减小后增大,其中Mn₃GeC_0.4总磁矩接近零,可以实现完全的磁性补偿.研究Mn₃GeC_0.4多层膜的磁性,给出总磁矩接近零的Mn₃GeC_0.4多层膜结构,为Mn₃Ge的实际应用提供参考.     

Ni52Mn24Ga24单晶中取向内应力的热动力学计算

测量了Ni52Mn24Ga24单晶样品在磁场加载和未加载情况下马氏体相变时的相变应变.分析结果表明:用提拉法生长单晶时在晶体内部引入了单一取向的内应力,该取向内应力可诱导马氏体变体择优取向,从而导致马氏体相变时产生大的相变应变.从理论上计算了该内应力的大小.另外,对样品在马氏体态单纯磁诱导应变的热动力学研究,表明取向内应力在马氏体态依然存在.     

Ni4Ti3沉淀相对NiTi形状记忆合金相变行为的影响

采用第二近邻修正型嵌入原子势的分子动力学方法,建立了共格沉淀相与半共格沉淀相块状/柱状模型,模拟了温度诱发相变和应力诱发相变,分析了Ni₄Ti₃沉淀相对Ni Ti形状记忆合金相变行为的影响．结果表明,Ni₄Ti₃沉淀相本征应变诱发的弹性应力场对相变中马氏体变体类型、形核位置、分布等有重要影响.在温度诱发相变时,共格沉淀相促进部分马氏体变体的形核生长,能显著提高Ni Ti超弹性形状记忆合金的马氏体相变开始温度;在应力诱发相变时,Ni₄Ti₃沉淀相使马氏体早于无沉淀相区域形核,导致了相变应力降低、抑制了马氏体解孪,减小了应力-应变曲线的滞回环.     

单晶Ni52Mn24Ga24中马氏体变体择优取向的物理表征

利用各种实验手段对M52Mn24Ga24单晶中马氏体变体的择优取向进行了表征.针对金相观察、磁场干预的相变应变、磁感生应变等实验结果,分析了马氏体相变过程变体自发择优取向和磁诱导择优取向的机理.根据不同方向磁场干预相变应变的结果,计算了Ni52Mn24Ga24单晶中等效取向内应力的大小约为2.45 MPa.从变体择优取向造成的有效弹性和磁畴分布两个方面,对单晶样品在[001]和[010]两个等价的晶体学方向上磁感生应变特性的差别,包括最大应变值、饱和场、滞后效应和起始磁场数值的参数,进行了分析和讨论.     

铁磁形状记忆合金Ni52.5Mn23.5Ga24马氏体相变热滞后的研究

用相界面摩擦原理计算了Ni525Mn235Ga24单晶样品在马氏体相变过程中由于相界面摩擦所消耗的能量.计算结果表明,克服相界面摩擦所需要的能量为1314Jmol,仅占相变潜热的一小部分.另外,精细的交流磁化率测量样品的转变循环回线结果表明,相变热滞后的大小和马氏体的转变百分数成正比,从而进一步证明了热弹性马氏体相变的热滞后来源于相界面推移过程中的摩擦 关键词： 马氏体相变 Ni2MnGa     

Magnetic indication of the stress-induced martensitic transformation in ferromagnetic Ni–Mn–Ga alloy

A quantitative study of the stress-induced martensitic transformation in Ni_49.7Mn_29.1Ga_21.2 magnetic shape memory alloy has been carried out in two different ways: the first way is based on the measurements of saturation magnetization under variable mechanical stress and the second one is founded on the quantitative theoretical treatment of experimental stress–strain loops. A functional dependence between the volume fraction of transformed martensite and applied stress has been determined from both magnetization and strain values. A quantitative agreement between the functions determined in two different ways has been observed, and hence, the effectiveness of the magnetic indication of the stress-induced martensitic transformations has been proved. This method can be used to monitor stress-induced transformations in martensitic films, needles and small specimens.     

Magneto-optical spectroscopy of the martensitic transition in Fe48Mn24Ga28 Heusler alloys

Magneto-optical spectra of polycrystalline samples of the Fe₄₈Mn₂₄Ga₂₈ Heusler alloy undergoing martensitic transformation from the high-temperature paramagnetic austenitic to ferromagnetic martensitic phase have been studied at 50–320 K in the transversal Kerr effect geometry. A comparison of magnetooptical spectra with data obtained in magnetic measurements has demonstrated that the martensitic transition on the surface of a sample and in its bulk takes place in the same temperature interval. Magnetic anisotropy has been found in the martensitic phase driven by large multidomain inclusions of martensite in austenite. The magneto-optical signal of Fe₄₈Mn₂₄Ga₂₈ differs strongly in spectral shape from that measured in Ni-Mn-Ga.     

单晶Ni52Mn24Ga24中马氏体变体择优取向的物理表征

关键词：     

Physical properties of polycrystalline Ni52Mn26Al22 around martensitic transformation

Electrical resistivity and magnetic properties on Ni₅₂Mn₂₆Al₂₂ polycrystalline Heusler alloy are investigated in detail. The progress of transformation of this alloy was also followed by heat flux measurements. The transformations were found to be broad and hysteretic. Using Deng & Ansell’s phenomenological theory, the energy consumed for phase boundary motion in this polycrystalline alloy was found to be (31.5 J/mol). The broad transition as compared to Ni–Mn–Ga observed in this polycrystalline alloy, is discussed in light of a phenomenological model.