高錳Ni-Mn-Ga磁致形狀記憶合金的微觀結(jié)構(gòu)與馬氏體相變.pdf

1、本文采用差示掃描量熱分析、交流磁化率測(cè)試、X射線衍射分析和透射電子顯微觀察，研究了高錳 Ni-Mn-Ga磁致形狀記憶合金的馬氏體相變行為和鐵磁－順磁轉(zhuǎn)變以及馬氏體組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)系統(tǒng)研究了區(qū)域熔煉定向凝固法生長(zhǎng)的取向多晶試樣的磁感生應(yīng)變行為并與單晶試樣進(jìn)行對(duì)比，最后通過掃描斷口形貌的詳細(xì)觀察，研究了高錳Ni-Mn-Ga多晶合金的斷裂機(jī)制。
　　研究表明，在富錳的Ni-Mn-Ga合金中，保持Ni含量在50at.％不變，隨著Mn含量的升

2、高，馬氏體相變及逆相變溫度也隨之升高，而居里溫度呈下降趨勢(shì)；當(dāng)Mn含量達(dá)到30%時(shí)，馬氏體相變溫度和居里溫度基本重合。
　　Mn含量對(duì)Ni-Mn-Ga合金馬氏體的組織結(jié)構(gòu)及亞結(jié)構(gòu)有較大的影響，隨著Mn含量的增加，合金的馬氏體類型由5M(體心正方)→7M(正交)變化；馬氏體的亞結(jié)構(gòu)為典型的孿晶，孿晶界面清晰、平直；此外，在Ni50Mn28Ga22合金中還發(fā)現(xiàn)了類層錯(cuò)形貌。
　　采用區(qū)域熔煉定向凝固方法制備了具有[110]擇優(yōu)取

3、向的多晶高錳Ni-Mn-Ga合金試樣，主要為柱狀晶組織。通過優(yōu)化定向凝固工藝，有效地抑制了分凝效應(yīng)，定向凝固樣品成分均勻，不同部位的相變溫度相差小于4K。
　　測(cè)量溫度低于馬氏體逆相變開始溫度時(shí)，Ni50Mn28Ga22定向凝固多晶試樣的飽和磁感生應(yīng)變隨溫度的升高而增大，最大磁感生應(yīng)變達(dá)-350ppm，可完全恢復(fù)。定向生長(zhǎng)方向是獲得大磁感生應(yīng)變的擇優(yōu)方向，磁場(chǎng)平行于生長(zhǎng)方向所測(cè)的磁感生應(yīng)變高于磁場(chǎng)垂直于生長(zhǎng)方向所測(cè)應(yīng)變值。定向凝固

4、樣品的磁感生應(yīng)變大于電弧熔煉的多晶樣品。
　　相變動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，高錳Ni-Mn-Ga合金相變激活能高，熱穩(wěn)定性好；不同溫度下時(shí)效處理對(duì)Ni50Mn28Ga22合金的相變溫度無(wú)明顯影響；經(jīng)五次冷、熱循環(huán)后，相變溫度也基本保持不變；隨著加熱/冷卻速率的增加，馬氏體相變溫度略有降低，而馬氏體逆相變溫度稍有升高，相變滯后增大。
　　Ni-Mn-Ga合金具有溫度記憶效應(yīng)，經(jīng)過一次不完整的馬氏體逆相變后，第二次加熱時(shí)吸熱峰上出現(xiàn)分