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.     

30CrMnSiNi2A晶格参量的测量及回复规律研究

针对X射线衍射领域中晶面衍射峰重叠问题,提出一种新的重叠峰分离方法.采用RU-200V转靶衍射仪对30CrMnSiNi2A晶格参量及其回复规律进行研究,得出不同回火温度下晶格参量与碳含量的变化关系.研究结果发现:由于碳的过饱和度不同以及合金元素的影响,30CrMnSiNi2A与高碳马氏体晶格参量的变化规律虽基本符合,但其变化速率存在差异.在不同回火温度下晶格参量a基本与碳含量无关,随着回火温度升高,a值略有下降.晶格参量c则随碳含量的变化幅度较大,从淬火态到180℃回火态出现一个陡降过程,随着回火温度升高,其变化幅度又趋于平缓.     

高择优取向Mo薄膜的直流磁控溅射制备及其电学性能

使用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积Mo薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜和四探针测试系统研究了溅射工艺对Mo薄膜的结构、形貌和电学性能的影响.结果表明:当基片温度为150 ℃时,薄膜获得(211)晶面择优取向生长,而在低于250 ℃的其它温度条件下,样品则表现为(110)晶面择优取向生长.进一步的表面形貌分析显示:薄膜的粗糙度随基片温度变化不明显,其值大约为0.35 nm,随溅射功率密度的增大而变大|电学性能方面:随着溅射功率密度的升高,薄膜导电性能迅速增强,电阻率呈现近似指数函数衰减|随着基底温度的升高,薄膜的电阻率先减小后增大,当基底温度为150 ℃时,薄膜电阻率降低至最小值2.02×10-5 Ω·cm.     

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.     

内应力对Mn2NiGa铁磁形状记忆合金的结构、相变和磁性能的影响

通过施加压应力的方法,在铁磁形状记忆合金Mn₂NiGa中引入残留内应力,研究了内应力对 Mn₂NiGa材料的结构、相变和磁性能的影响.研究发现,加压过程使材料发生了塑性形变,在材料内部引入了大量的位错缺陷.卸载后保留的位错缺陷在材料中造成了残留的内应力,导致了马氏体相变温度大幅度提高, 使原本室温下的母相转变成了马氏体相.测量到导致样品转变成马氏体的阈值压应力为1.0 GPa.加压形成的马氏体中的残留内应力将矫顽力从低于50 Oe提高到350 Oe.残留内应力在730 K的热处理中由于位错缺陷的消失而得以消除,样品实现了马氏体逆相变.如此高的逆相变温度使得 Mn₂NiGa马氏体的居里温度测量成为可能,获得了530K的数值.     

Cu对Ni50Mn36In14相变和磁性的影响

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Ni_50-xCu_xMn₃₆In₁₄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ΔM随着Cu含量的增加而增大. 当Cu含量x=4.5时, ΔM迅速增加到80 emu/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, ΔM大大削弱,磁场驱动性质消失.     

晶粒尺寸对Pr0.5(Ca0.47Ba0.03)MnO3中台阶效应的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同颗粒尺寸的Pr0.5(Ca0.47Ba0.03)MnO3多晶样品.对样品进行电阻测量发现,随颗粒边界的减小,其电阻率随磁场的变化即ρ(H)曲线上台阶数目和位置发生变化;实验同时发现,热循环对样品低温下的基态也有很大的影响.实验结果表明,颗粒尺寸大小,可以有效地调节反铁磁相(AFM)和铁磁相(FM)之间的相互作用,从而对台阶效应产生影响.进一步证明了台阶效应与相应力有关.     

气相输运沉积制备c轴择优取向的碘化铋薄膜

铋基卤化物材料因其无毒和优良的光电性能而显示出巨大的应用潜力。BiI₃作为一种层状重金属半导体,已被用于X射线检测、γ射线检测和压力传感器等领域,最近其作为一种薄膜太阳能电池吸收材料备受关注。本文采用简单的气相输运沉积(VTD)法,以BiI₃晶体粉末作为蒸发源,在玻璃基底上得到高质量c轴择优取向的BiI₃薄膜。并通过研究蒸发源温度和沉积距离对薄膜物相和形貌的影响,分析了BiI₃薄膜择优生长的机理。结果表明VTD法制备的BiI₃薄膜属于三斜晶系,其光学带隙为~1.8 eV。沉积温度对薄膜的择优取向有较大影响,在沉积温度低于270 ℃时,沉积的薄膜具有沿c轴择优取向生长的特点,超过此温度,c轴择优取向生长消失。在衬底温度为250 ℃、沉积距离为15 cm时制备的薄膜结晶性能最好,晶体形貌为片状八面体。     

Ti含量对溶胶-凝胶法制备Ti、Ga共掺ZnO薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上沉积纳米结构Ti、Ga共掺ZnO薄膜(TGZO,Ga掺杂量为1.0;(原子分数,下同)),用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、分光光度计(UV-Vis)、四探针测试仪、霍尔效应测试仪研究了Ti含量对TGZO薄膜的物相组成、表面形貌、电学和光学性能的影响.结果表明:所有TGZO薄膜均表现出六方纤锌矿的多晶结构,并具有(002)择优取向生长,在380～780 nm波长范围内具有良好的透射率(>86;);随着Ti含量的增加,TGZO薄膜的晶粒尺寸和可见光平均透射率均先增加后减小,而光学带隙和电阻率先减小后增加;Ti掺杂量为1.0;时,具有最高的可见光透射率92.82;,最窄的光学带隙3.249 eV,以及最低电阻率2.544×10-3Ω·cm.     

S30408低温棘轮效应本构描述

S30408奥氏体不锈钢因其优异的力学性能和耐低温性能而被广泛用于制作LNG等低温罐车罐体的内容器。此类罐体的内容器在其支撑部位不但承受内压引起的恒定应力还会承受惯性载荷引起的交变应力,容易发生渐进的塑性应变累积即棘轮效应。但目前还缺乏有效预测S30408低温棘轮效应的本构描述。利用几种较为先进的本构模型对低温S30408奥氏体不锈钢棘轮应变进行模拟,发现这些本构模型存在循环初期过低预测和循环后期过高预测的缺点,并且这种过高预测会随着循环圈数的增加而增大。基于Ohno - Wang II模型,关联形变马氏体含量与各向同性强化与随动强化,并给出马氏体极限含量dL的演化规律,进而提出一种含马氏体相变的循环塑性本构模型。与其它模型相比,该模型能有效改善在循环初期预测值过低和后期预测值过高的情况,同时能够较好地预测循环加载过程中形变马氏体的含量。