定向凝固制備Ni-Mn-Ga合金及外場訓(xùn)練.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、當(dāng)今社會對高效能、小型化及微型化的電子器件和機械裝置的需求日益增大,迫切要求傳感材料具有更大的響應(yīng)應(yīng)變、更高的能量密度和更快的響應(yīng)速度。Ni-Mn-Ga系合金兼?zhèn)漭敵鰬?yīng)變大、響應(yīng)頻率高及磁激驅(qū)動方便、易控制等特點而成為有前景的磁致驅(qū)動材料。Ni-Mn-Ga系合金具備最佳性能的是單晶材料,然而單晶材料因為制備困難和成本高昂難以進入實際運用階段,所以制備接近單晶的強取向多晶合金對于這類合金走向?qū)嵱镁哂兄匾饬x。
  本文對經(jīng)過定向凝固

2、制備的Ni50Mn28.5Ga21.5和Ni50Mn30Ga20多晶合金進行結(jié)構(gòu)、組織、相變溫度及磁性能的研究,并進一步對定向凝固Ni50Mn30Ga20合金進行外場訓(xùn)練及磁感生應(yīng)變測量,主要結(jié)果如下:
  (1)定向凝固Ni50Mn28.5Ga21.5合金中室溫下存在面心立方奧氏體和單斜5M馬氏體,馬氏體中存在孿晶和微孿晶。定向凝固Ni50Mn30Ga20合金中室溫下為單斜7M馬氏體,TEM觀察表明7M馬氏體復(fù)合型孿晶以(101

3、0)為孿生面,界面處的高分辨原子像的傅里葉變換圖中也觀察到兩個調(diào)制方向,且兩主斑點之間存在6個衛(wèi)星斑,明暗場像下觀察平行排列的馬氏體發(fā)現(xiàn)存在四種不同位相的馬氏體變體。
  (2)定向凝固Ni50Mn28.5Ga21.5合金在50G下居里溫度為371.88K,馬氏體轉(zhuǎn)變溫度在室溫附近;Ni50Mn30Ga20合金在50G下居里溫度為367.79K,馬氏體轉(zhuǎn)變溫度在室溫之上,5000G的高磁場對該兩種合金的居里溫度影響不大。從低溫升到

4、高溫過程中,合金從鐵磁性馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁性奧氏體,最后變?yōu)轫槾判詩W氏體,在相同磁場下,溫度越高,飽和磁化率越低。
  (3)定向凝固Ni50Mn30Ga20合金在單應(yīng)力場多方向反復(fù)訓(xùn)練中,樣品隨著應(yīng)力變化會經(jīng)過孿晶界移動激發(fā)階段、孿晶界移動階段和孿晶界移動完成階段,孿生應(yīng)變和殘余應(yīng)變值會隨沿著定向凝固方向的訓(xùn)練次數(shù)增加而增大。在熱機械雙場耦合訓(xùn)練中,當(dāng)壓力方向垂直于定向凝固方向的訓(xùn)練,前后織構(gòu)組分變化不明顯;當(dāng)壓力方向沿著定向凝固

5、方向訓(xùn)練,變體種類變少,形成了<010>∥載荷方向的強織構(gòu),且織構(gòu)強度隨沿著定向凝固方向的訓(xùn)練次數(shù)增加而增大,經(jīng)過6個循環(huán)訓(xùn)練,樣品中主要存在<010>7M∥載荷方向這一種強織構(gòu)組分。三場耦合訓(xùn)練之后傾向得到單一類型變體(100)[010],[010]∥載荷方向及磁場方向。
  (4) Ni50Mn30Ga20合金隨著沿定向凝固方向單應(yīng)力場訓(xùn)練次數(shù)的增加,外加磁場方向垂直于定向凝固方向的磁感生應(yīng)變的值逐步增大;隨著熱機械訓(xùn)練的循環(huán)

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