Hg2CuTi型Heusler合金Mn2NiB马氏体相变微观机理的研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Hg2 CuTi型Heusler合金Mn2 NiB马氏体相变的微观机理。研究表明：伴随着Mn2 NiB马氏体相变的发生,产生了拉长型八面体的畸变。此畸变先是由中心离子Mn的t2g轨道电子的非均匀占据而导致的弱Jahn－Teller效应来驱动。随着畸变的进行, Mn离子的孤对电子由dx2－y2轨道转移到dxy轨道, x、y方向的配体受到的推斥力减小而内移,进一步加剧这一畸变过程,使得dx2－y2和dxy轨道受到配体的推斥力增加,能级升高,而dz2、dyz和dxz受到的推斥力减少,能级降低,从而消除eg 能级和降低t2g能级的简并,体系能量降低,最终体系畸变到一个稳定的马氏体相。     

磁性形状记忆合金Mn2NiGa band Jahn-Teller效应的第一性原理研究

运用第一性原理的方法,研究了磁性形状记忆合金Mn₂NiGa在马氏体相变中晶格结构、磁结构、Mn原子d电子结构的变化.研究表明,伴随Mn₂NiGa马氏体相变的发生,形成了一个由两根长键及四根短键组成的拉长八面体结构,即产生了沿z轴拉长的Jahn-Teller畸变;在相变时,位于八面体中心的Mn原子的磁矩发生显著的变化,而作为配体的Ni、Ga原子的磁矩变化很微小;Jahn-Teller畸变的发生,是由于晶体的畸变使配住场产生变化,导致Mn原子d电子态密度重新分布,从而使e_g和t_2g能级分裂所致.     

磁性形状记忆合金Mn2NiGa band Jahn-Teller效应的第一性原理研究

运用第一性原理的方法,研究了磁性形状记忆合金Mn2NiGa在马氏体相变中晶格结构、磁结构、Mn原子d电子结构的变化．研究表明,伴随Mn2NiGa马氏体相变的发生,形成了一个由两根长键及四根短键组成的拉长八面体结构,即产生了沿z轴拉长的Jahn–Teller畸变;在相变时,位于八面体中心的Mn原子的磁矩发生显著的变化,而作为配体的Ni、Ga原子的磁矩变化很微小;Jahn–Teller畸变的发生,是由于晶体的畸变使配位场产生变化,导致Mn原子d电子态密度重新分布,从而使eg和t2g能级分裂所致．     

Hg2CuTi型Heusler合金Mn2NiB马氏体相变微观机理的研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了Hg2CuTi型Heusler合金Mn2NiB马氏体相变的微观机理．研究表明：伴随着Mn2NiB马氏体相变的发生，产生了拉长型八面体的畸变．此畸变先是由中心离子Mn的 轨道电子的非均匀占据而导致的弱Jahn–Teller效应来驱动．随着畸变的进行，Mn离子的孤对电子由 轨道转移到 轨道， 方向的配体受到的推斥力减小而内移，进一步加剧这一畸变过程，使得 和 轨道受到配体的推斥力增加，能级升高，而 、 和 受到的推斥力减少，能级降低，从而消除 能级和降低 能级的简并，体系能量降低，最终体系畸变到一个稳定的马氏体相．     

Heusler合金Mn2NiGe马氏体相变的带Jahn-Teller效应研究

运用第一性原理的方法,计算磁性形状记忆合金Mn₂NiGe的晶体结构、磁结构、电子结构在马氏体相变中的变化.结果表明:Mn₂NiGe在发生马氏体相变时,产生了c轴拉长而a和b轴缩短的Jahn-Teller畸变,形成一个由两根长键和四根短键组成的拉长的八面体;伴随Jahn-Teller畸变,处于八面体中心的Mn离子的磁矩发生了显著的变化,而作为配体的Ni和Ge离子的磁矩基本不变;Jahn-Teller效应中Mn离子的e_g和t_2g能级的分裂,源自于晶体畸变所产生的配位场的改变,导致Mn离子d电子态密度的重新分布,从而在费米能级两侧打开一个赝能隙.     

铁磁形状记忆合金Ni52.2Mn23.8Ga24的马氏体相变及其物理表征

对Ni52.2Mn23.8Ga24的单晶样品在马氏体相变过程中的相变潜热、磁性、电阻以及应变等物理序参量进行了测量.测量结果表明:不同的物理机制表征的相变温度有所不同.利用马氏体相变的GT关系予以分析,解释了不同测量方法获得的相变温度差别的原因.研究指出,Heusler合金Ni2MnGa的相变是分布晶格畸变类型,磁结构的变化发生在第二步晶格的非均匀切变,但相变应变与GT模型有区别. 关键词： 马氏体相变 Ni52.2Mn23.8Ga24     

内应力对铁磁性形状记忆合金Ni-Mn-Ga马氏体相变路径的影响

在单晶样品Ni52Mn245Ga235中观察到了单纯由温度诱发的完全的热弹性中间马氏体相变,测定了母相和中间马氏体相的晶体结构和晶格参数.通过对研磨成不同晶粒度大小的单晶样品的研究,发现晶粒度小于50μm时,由于机械研磨引入的内应力可以使中间马氏体相变消失.但这种引入的内应力并不引起马氏体相变温度的明显改变.计算了不同晶粒度大小的样品由于机械研磨引起的微观应变和引入的微观内应力.分析指出,马氏体相变路径的选取与机械研磨引入的内应力大小密切相关. 关键词： Ni52Mn245Ga235 中间马氏体相变     

掺杂对Ni51.5 Mn25 Ga23.5相变行为和磁性的影响

通过往母合金Ni51.5Mn25Ga23.5掺入7种ⅣA,ⅤA和ⅥA过渡族元素得到系列掺杂合金Ni51.5Mn23M2Ga23.5.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.     

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     

Heusler合金Mn2 NiAl的电子结构和磁性对四方畸变的响应及其压力响应

运用基于密度泛函理论的第一性原理的投影缀加波方法,对Hg₂CuTi型Mn₂NiAl在由立方结构至四方结构的畸变过程中电子结构和磁性的变化规律及其对压力响应的规律进行了研究.研究发现:在由奥氏体相到马氏体相的相变中,由于Ni-Mn(A)原子间距的减小而使得杂化程度增强,导致占据态的态密度向低能区域移动,体系的能量降低,致使在马氏体相中的稳定性增大;在从奥氏体相到马氏体相的相变中,能带变宽,成键作用加强,从而在马氏体相中的稳定性增大;在四方畸变过程中,总磁矩的变化主要来源于Ni原子磁矩的变化;计算得到Mn₂NiAl的零压体积弹性模量为125.69 GPa,其抗压缩性比其他常见的Heusler型合金弱. 关键词： 第一性原理 电子结构 磁性 四方畸变