Si掺杂的铁磁形状记忆合金Co50Ni21Ga29Six的物性研究

成功生长了Co₅₀Ni₂₁Ga₂₉:Si(x=1,2)单晶样品,对其磁性,马氏体相变及其相关性质进行了细致的测量.发现掺Si成分的单晶具有非常迅速的马氏体相变行为、2.5％的大相变应变、大于100 ppm的磁感生应变和4.5％的相变电阻.进一步研究指出,在CoNiGa合金中掺入适量Si元素,能够降低材料的马氏体相变温度,减小相变热滞后,提高材料的居里温度,并使得磁性原子的磁矩有所降低.尤其重要的是Si元素的添加能够增大材料马氏体的磁晶各向异性能,改善马氏体变体的迁移特性,从而获得更大的磁感生应变. 关键词： 铁磁形状记忆合金 Heusler合金 50Ni₂₁Ga₂₉Si_x')" href="#">Co₅₀Ni₂₁Ga₂₉Si_x     

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     

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.     

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     

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.     

Ni53.2Mn22.6Ga24.2单晶的两步热弹性马氏体相变及其应力应变特性

对具有两步完全热弹性的Ni_53.2Mn_22.6Ga_24.2单晶的物性采用多种测量手段进行了表征,特别研究了不同温度下的应力-应变特性.研究表明,热诱发的中间马氏体相变应变远大于马氏体相变应变.在较低的形变温度下,沿单晶母相［001］方向的压应力诱发的是两步马氏体相变,材料表现出赝弹性;在较高的形变温度下,只能观察到一步马氏体相变,材料展现出完全超弹性特性.此外,利用热力学理论分别计算了诱发马氏体相变和中间马氏体相变的临界应力与形变温度的关系,与实验测量得到的结果相符. 关键词： 马氏体相变 形状记忆效应 应变 超弹性     

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     

替代掺杂的MnNiGe1-xGax合金中马氏体相变和磁-结构耦合特性

研究了MnNiGe_1-xGa_x (x=0–0.30) 系列合金中成分、结构、马氏体相变性质和磁性的相互关系. 在较小的成分范围内, Ga取代Ge元素可有效地将马氏体相变温度降低近400 K. Ga的引入削弱了体系中的共价成键作用, 马氏体相显示出磁交换作用的增强. 相图显示, 掺杂使马氏体相变先后穿过T_N 和T_C 两个磁有序温度, 居里温度窗口效应在体系有存在的可能, 磁性对相变温度的成分关系有所影响. 实验观察到合金变磁转变的特性及相变行为对制备方法的敏感性. 这些特性的发现, 有利于进一步优化这类材料的磁结构和相变特性, 获得具有应用价值的新材料. 关键词： MM’X合金 马氏体相变 磁有序温度 变磁转变     

Ni47Mn32Ga21多晶合金的磁熵变和磁感生应变

对定向凝固方法制备的Ni₄₇Mn₃₂Ga₂₁多晶合金,通过扫描电镜、金相、电子能谱等手段研究其组份和组织形貌,通过对合金磁化强度与温度关系、等温磁化曲线及磁感生应变曲线等的测量分析,研究了合金结构相变和磁相变过程中的磁熵变及不同压力下的磁感生应变. 研究结果表明:合金组份与设计组份基本一致,室温下合金大部分为马氏体相. 升温过程中合金的磁熵变在居里温度(365 K)附近有最大值,并有较大的磁熵变峰值半高宽,747 kA/m的磁场下该磁熵变最大值为-1.45 J/kg ·K,磁熵变峰值的半高宽为21 K. 合金在室温(298 K)下有较好的双向可恢复磁感生应变,480 kA/m磁场下,无压力时合金的磁感生应变值达到-670×10^-6,并趋饱和;而在与磁场方向平行的27.3 MPa外压力作用下合金的磁感生应变值增大到-1300×10^-6,且未饱和. 关键词： Ni-Mn-Ga 铁磁形状记忆合金 磁熵变 磁感生应变     

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.