γMnFe基合金雙程形狀記憶效應和磁誘發(fā)應變機制探索.pdf

1、本文論述了γMnFe基合金雙程形狀記憶效應和磁誘發(fā)應變機制。 高錳γMnFe合金中存在順磁-反鐵磁相變和面心立方（FCC）—面心四方（FCT）馬氏體結構相變，兩種相變幾乎在同一溫度發(fā)生，其產物為四方熱彈性馬氏體孿晶。由于這種孿晶的存在使得該合金擁有高阻尼性能和形狀記憶效應等功能。而且，反鐵磁轉變和馬氏體相變的耦合關系決定了合金無滯后的形狀記憶特點。研究該合金雙程形狀記憶效應機制，發(fā)展γMnFe穩(wěn)定的雙程形狀應變響應特性，對于在驅

2、動控制領域有非常重要的意義。 除了溫度誘發(fā)的形狀記憶效應之外，γMnFe合金反鐵磁態(tài)在低磁場下具有高達10-3磁誘發(fā)應變，這對于工程應用領域又將是一個非常有意義的課題。反鐵磁狀態(tài)本身不顯示磁性，卻能夠在低磁場下顯示宏觀應變，相對于鐵磁性的磁致伸縮材料或者磁形狀記憶合金，有更廣泛的應用領域。研究γMnFe合金磁誘發(fā)應變的機理，對實現(xiàn)穩(wěn)定的磁誘發(fā)應變響應，滿足工程應用將具有很具吸引力。 本文分兩個部分：雙程形狀記憶效應的探索

3、研究和磁誘發(fā)應變機理的探索研究。 采用熱膨脹法研究預應變和一定的訓練對合金雙程形狀回復影響的研究，并提出雙程形狀回復量和雙程形狀回復率的計算方法。并且結合前人對γMnFe合金的電鏡研究工作，認為γMnFe合金在降溫和升溫過程中在馬氏體轉變點附近觀察到花呢狀組織，該組織是反鐵磁短程有序引起的，它是實現(xiàn)雙程形狀記憶效應的微觀本質原因。 γMnFe合金具有熱彈性馬氏體，預應變可以使得馬氏體變體擇優(yōu)取向，從而獲得較大的應變回復。

4、雙程形狀回復始終小于單程形狀回復量，高錳MnFe合金雙程形狀記憶效應，與NiTi、CuZnAl合金不同的是，雙程形狀回復率達到100％，而且預應變1.6％試樣在50次熱循環(huán)之后雙程形狀回復保持不變，而且馬氏體轉變點保持不變。 對磁誘發(fā)應變的研究，主要通過測量中錳含量的MnFe合金反鐵磁奧氏體相和高錳的反鐵磁馬氏體孿晶相的兩種合金在-1.0T~0~+1.0T磁場下加載和卸載過程的應變曲線變化，多晶合金在預壓條件下，外加磁場誘發(fā)宏觀