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)，同時系統(tǒng)研究了區(qū)域熔煉定向凝固法生長的取向多晶試樣的磁感生應變行為并與單晶試樣進行對比，最后通過掃描斷口形貌的詳細觀察，研究了高錳Ni-Mn-Ga多晶合金的斷裂機制。
　　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；當Mn含量達到30%時，馬氏體相變溫度和居里溫度基本重合。
　　Mn含量對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，定向凝固樣品成分均勻，不同部位的相變溫度相差小于4K。
　　測量溫度低于馬氏體逆相變開始溫度時，Ni50Mn28Ga22定向凝固多晶試樣的飽和磁感生應變隨溫度的升高而增大，最大磁感生應變達-350ppm，可完全恢復。定向生長方向是獲得大磁感生應變的擇優(yōu)方向，磁場平行于生長方向所測的磁感生應變高于磁場垂直于生長方向所測應變值。定向凝固

4、樣品的磁感生應變大于電弧熔煉的多晶樣品。
　　相變動力學計算結(jié)果表明，高錳Ni-Mn-Ga合金相變激活能高，熱穩(wěn)定性好；不同溫度下時效處理對Ni50Mn28Ga22合金的相變溫度無明顯影響；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，經(jīng)過一次不完整的馬氏體逆相變后，第二次加熱時吸熱峰上出現(xiàn)分