单晶Ni52Mn24Ga24中马氏体变体择优取向的物理表征

关键词：     

Ni50.5Mn24.5G25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. 关键词： 预马氏体相变 应变 磁致伸缩 磁弹耦合     

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. 关键词： 马氏体相变 磁感生应变 内应力     

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     

Ni54Fe19Ga27单晶的形状记忆和超弹性

本文研究了单晶Ni₅₄Fe₁₉Ga₂₇不同方向的形状记忆效应、超弹性和磁性. 研究发现,单晶样品具有良好的双向形状记忆效应.不同晶体学方向的相变应变随着热循环次数的变化而改变. 在外应力作用下,通过应力诱发马氏体相变,样品在[001],[110],[111]方向分别产生了3.3%, 2% 和3%的可回复应变平台.磁性测量结果表明马氏体的磁晶各向异性能约为4.8× 10⁵ erg/cm³,远远小于变体孪生所需机械应力能,因此磁场的作用是使磁矩发生转动而不是使孪晶界移动, 成功揭示了不能在NiFeGa中获得大磁感生应变的物理根源.     

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     

Ni2MnGa单晶马氏体相变过程摩擦耗能的热动力学计算

根据相界面摩擦原理，在推导出计算Ni₂MnGa系统热动力学参量的一般表示式的基础上，结合马氏体相变温度分别在室温以下、室温附近、室温以上三种非正配分比Ni₂MnGa单晶自发相变应变和交流磁化率随温度变化的测量结果，计算了三种样品马氏体相变过程中界面摩擦所消耗的能量.结果进一步表明正是相变过程中的界面摩擦导致了相变的热滞后，而三种样品马氏体相变过程的摩擦耗能和相变热滞后存在较大差别的原因在于三种样品马氏体相变生成物具有不同的结构. 关键词： 马氏体相变 应变 界面摩擦     

哈斯勒合金Ni45Co5Mn37In13的磁场诱导马氏体相变和反磁热效应研究

通过结构和磁性测量,对Ni45Co5Mn37In13多晶样品的马氏体相变性质进行了系统研究,发现Co原子的间隙掺杂能够提高三元合金奥氏体相与马氏体相之间的磁化强度差异(ΔM).以此为基础,结合基本热力学理论,总结了计算驱动完整马氏体相变所对应临界磁场在热力学上的一般表达式,并结合Ni45Co5Mn37In13的实验结果对该表达式进行了基本讨论,充分证明了磁场诱导马氏体相变不仅与该类合金两相之间的ΔM有关,而且还依赖于合金在相变过程的温度跨度与热滞后.此外,计算了Ni45Co5Mn37In13合金在磁场诱导马氏体相变过程中的反磁热效应.结果表明,该合金的饱和等温熵变约为27J/kg K.而且保持在一个非常宽的温度跨度内,以至于样品在50kOe磁场改变下的磁制冷量已经达到了约340J/kg.     

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     

哈斯勒合金Ni50Mn35In15的马氏体相变及其磁热效应

利用电弧炉熔炼了Ni₅₀Mn₃₅In₁₅多晶样品,根据磁性测量对其马氏体相变和磁热效应进行了系统研究.结果表明,随着温度的降低,样品在室温附近先后发生了二级磁相变与一级结构相变特征的马氏体相变,导致它的磁化强度产生突变. 同时通过低温下的磁滞回线的测量发现样品存在交换偏置行为,表明低温下马氏体相中铁磁和反铁磁共存. 此外,根据Maxwell方程,计算了样品在马氏体相变温度附近的磁熵变,当温度为309K,磁场改变5 T时,样品的磁熵变可达22.3J/kgK. 关键词： 哈斯勒合金 50Mn₃₅In₁₅')" href="#">Ni₅₀Mn₃₅In₁₅ 马氏体相变 磁热效应     

Effects of Cu on the martensitic transformation and magnetic properties of Mn_(50)Ni_(40)In_(10) alloy

The structures, the martensitic transformations, and the magnetic properties are studied systematically in Mn50Ni40-xCuxIn10, Mn50-xCuxNi40In10, and Mn50Ni40In10-xCux alloys. The partial substitution of Ni by Cu reduces the martensitic transformation temperature, but has little influence on the Curie temperature of austenite. Comparatively, the martensitic transformation temperature increases and the Curie temperature of austenite decreases with the partial replacement of Mn or In by Cu. The magnetization difference between the austenite phase and the martensite phase reaches 70 emu/g in Mn50Ni39Cu1In10; a field-induced martensite-to-austenite transition is observed in this alloy.     

Ni2MnGa单晶马氏体相变过程摩擦耗能的热动力学计算

根据相界面摩擦原理 ,在推导出计算Ni2 MnGa系统热动力学参量的一般表示式的基础上 ,结合马氏体相变温度分别在室温以下、室温附近、室温以上三种非正配分比Ni2 MnGa单晶自发相变应变和交流磁化率随温度变化的测量结果 ,计算了三种样品马氏体相变过程中界面摩擦所消耗的能量 .结果进一步表明正是相变过程中的界面摩擦导致了相变的热滞后 ,而三种样品马氏体相变过程的摩擦耗能和相变热滞后存在较大差别的原因在于三种样品马氏体相变生成物具有不同的结构     

Effect of Sb-doping on martensitic transformation and magnetocaloric effect in Mn-rich Mn_(50)Ni_(40)Sn_(10-x)Sb_x(x=1,2,3,and 4) alloys

We investigate the influence of Sb-doping on the martensitic transformation and magnetocaloric effect in Mn_(50)Ni_(40)Sn_(10-x)Sb_x(x = 1, 2, 3, and 4) alloys. All the prepared samples exhibit a B2-type structure with the space group F m3 m at room temperature. The substitution of Sb increases the valence electron concentration and decreases the unit cell volume. As a result, the magnetostructural transformation shifts rapidly towards higher temperatures as x increases.The changes in magnetic entropy under different magnetic field variations are explored around this transformation. The isothermal magnetization curves exhibit typical metamagnetic behavior, indicating that the magnetostructural transformation can be induced by a magnetic field. The tunable martensitic transformation and magnetic entropy changes suggest that Mn_(50)Ni_(40)Sn_(10-x)Sb_x alloys are attractive candidates for applications in solid-state refrigeration.     

Pressure effects on magnetic properties and martensitic transformation of Ni–Mn–Sn magnetic shape memory alloys

The mechanism for the effects of pressure on the magnetic properties and the martensitic transformation of Ni-Mn- Sn shape memory alloys is revealed by first-principles calculations. It is found that the total energy difference between paramagnetic and ferromagnetic austenite states plays an important role in the magnetic transition of Ni-Mn-Sn under pressure. The pressure increases the relative stability of the martensite with respect to the anstenite, leading to an increase of the martensitic transformation temperature. Moreover, the effects of pressure on the magnetic properties and the martensitic transformation are discussed based on the electronic structure.     

The effect of Fe on the martensitic transformation of TaRu high-temperature shape memory alloys:A first-principles study

The effect of Fe on the martensitic transformation of TaRu high-temperature shape memory alloys has been investigated using first-principles calculations. The site preference of Fe in TaRu alloys has been clarified for the first time, and the results show that Fe is predicted to occupy Ru sites. The addition of Fe increases the stability of the Ta₅₀Ru_50-xFe_x β phase, leading to a significant decrease in the β to β′ martensitic transformation temperature. In addition, the mechanism of the Fe alloying effect is explained on the basis of the electronic structure.     

利用内耗研究淬火空位对Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)形状记忆合金逆马氏体相变温度的影响

利用内耗手段研究了淬火空位的演变行为及其对Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)形状记忆合金逆马氏体相变温度的影响.通过对不同冷却方式的样品研究表明,较高的冷却速度可以导致较高的逆马氏体相变峰峰温.而对于水淬样品,相变峰峰温随淬火温度呈非单调变化行为,这可能与有序相及无序相中不同的空位形成能有关.经历热循环以后,逆马氏体相变峰峰温显著降低. 关键词： 形状记忆合金 热处理 马氏体相变 阻尼     

Combined experimental and theoretical study on the effect of Nb content on martensitic transformation of NbRu shape memory alloys

The effect of Nb content on the martensitic transformation of NbRu high-temperature shape memory alloys is investigated by experiments and first-principles calculations. We calculate the lattice parameters, density of states, charge density, and heats of formation of Nb_50+xRu_50-x β phase. The results show that an increase in Nb content increases the stability of Nb_50+xRu_50-x β phase, leading to a significant decrease of the β to β' martensitic transformation temperature. In addition, the mechanism of the effects of Nb content on phase stability and martensitic transformation temperature is studied on the basis of electronic structure.     

铁磁形状记忆合金Co50Ni20Ga30-xSix的结构及物性研究

用Si元素替代CoNiGa合金中的Ga元素后,研究了材料的结构、马氏体相变及其磁性的变化.结果发现,当Si原子的含量在0—10％范围内,材料能够形成体心立方结构,并且具有很好的热弹性马氏体相变行为.进一步研究指出,简单的从掺杂元素的原子半径大小来判断其对奥氏体稳定性的影响是不够的,必须从考虑掺杂原子与基本元素原子半径之间的比例来考虑这一问题.同时还发现Curie温度和饱和磁化强度随着Si含量的上升而有所降低,但是其马氏体的各向异性随着Si含量的增加而增强,这一点对于在合金中获得大磁感生应变具有指导意义. 关键词： 铁磁形状记忆合金 马氏体相变 CoNiGaSi合金