Ni-Mn-Sb-Si鐵磁形狀記憶合金相變行為及磁熱性能研究.pdf

1、本文采用感應熔煉的方法制備塊體材料Ni-Mn-Sb三元合金，Ni-Mn-Sb-Si四元合金和Ni-Co-Mn-Sb-Si五元合金，優(yōu)化合金成分設計與制備工藝，研究合金的組織結構、相變和磁學特性，探究有序化熱處理、淬火熱處理對其馬氏體結構相變和磁學性能的影響，同時對不同磁-結構耦合狀態(tài)設計與磁熱效應等相關方面進行了研究。
　　研究結果表明，從合金中組織成分的均勻性，相變溫度，及磁熱性能等角度考慮，選擇的最優(yōu)基體為Ni50Mn38Sb

2、12合金，合金中有四種不同的馬氏體變體，為4O結構馬氏體，合金在5T下的Sm為18.11J/kg，磁滯后為11.73J/kg，因而RCnet為34.34J/kg。向此成分的三元合金中摻雜Si元素，合金成分為Ni50Mn38Sb12-xSix(x=0.5,1,2,3），最終選擇的熱處理工藝有兩種：（1）淬火熱處理，即在900℃保溫24h后水淬；（2）有序化熱處理：在900℃保溫24h，720℃保溫2h，700℃保溫5h，500℃保溫20h

3、。從微觀組織均勻性，工作溫度區(qū)間，磁滯后等因素考慮，有序態(tài)NMSS0.5合金性能最優(yōu)，在5T下的Sm為9.42J/kg，磁滯后僅為2.2J/kg，因而RCnet為50.13J/kg遠高于NMS12三元合金。在NMSS3合金中，兩種熱處理條件下的合金顯微組織中均存在成分不同的三種相，由EDS分析可得這三種相分別為先析出相和兩種析出相，且這兩種析出相為熱處理過程中產生的共晶相。同時在升/降溫過程中合金在高溫和低溫出現(xiàn)兩個一級結構相變，而高溫

4、處并未發(fā)生明顯的一級磁相變，通過MFM測試結果可得，合金中的先析出相和析出相同時具有磁性，因此在高溫處未發(fā)生明顯磁相變的原因為析出相的一級相變溫度高于Tc，一級相變和二級相變耦合。
　　因此向NMSS3合金中摻雜Co元素取代部分Ni元素以提高合金的Tc點，降低析出相的一級相變溫度，使其發(fā)生更大的磁相變，提高合金的ΔSm。合金成分為Ni50-xCoxMn38Sb9Si3(x=6，12）兩種合金的熱處理工藝為：900℃下保溫24h后水