Ni48Mn33Ga19合金的马氏体相变和磁性形状记忆效应

铁磁性Heusler型合金Ni2MnGa是近年来开发的新型磁控制功能材料，但其马氏体相变温度通常远远低于室温，不利于实际应用。本文研究了多晶Ni48Mn33Ga19合金的马氏体相变特征，发现该合金的马氏体相变温度已提高到室温以上。在室温下，分别测量了不同条件下制备的试样的磁场诱发应变，提出了增大材料磁致应变的有效方法。     

磁性形状记忆合金与致冷材料

在高温下具有L21型（Heusler型）结构的Ni2MnGa和具有L12型结构的Fe3Pt合金，都是显示磁转变又显示热弹性马氏体相变的铁磁性形状记忆合金。它们在马氏体相变时不仅产生应力，并且在磁场作用下还可能发生再排列。因此，这些金属间化合物可望成为能够借助于磁场来控制较大应变的材料。NiMnGa合金薄膜在磁场下诱发马氏体相变引起显著的应变，并且撤去磁场后该应变即行回复，     

定向凝固铁磁形状记忆合金Ni2MnGa的固-液界面形态

采用超高温度梯度真空区熔法定向凝固制备了Ni2MnGa晶体，改变晶体生长速度、温度梯度和熔区长度，获得了平直的固-液生长界面，制备出Ni2MnGa单晶．用光学显微镜观察了Ni50Mn29Ga21晶粒的竞争生长过程，制备的定向凝固试样无宏观成分偏析．X射线衍射分析仅显示四方结构马氏体Ni2MnGa400峰和004峰，晶体生长轴向择优取向为立方奥氏体(100)方向．采用差式扫描量热分析(DSC)和热重法(TG)分别测定试样中不同部位的相转变温度和Curie温度．在稳定生长区，沿轴向马氏体相变温度在10℃左右变化，而Curie温度几乎没有变化．这进一步表明采用该方法制备的Ni2MnGa晶体沿轴向成分均匀，且马氏体相变温度一致。     

应变约束相变对Ti44Ni47Nb9合金恢复应变的影响

研究了10％预应变Ti44Ni47Nb9合金应变约束相变加热温度Th对随后自由相变行为的影响，结果表明：经过约束相变循环的Ti44Ni47Nb9合金，在随后的自由相变过程输出两段恢复应变εr1和εr2，其值分别随约束相变加热温度Th升高而增加和减小，但合金总恢复应变εr(εr=εr1 εr2)却随Th。升高而降低．分析表明：恢复应变εr，的降低与约束逆相变过程中马氏体相在恢复力作用下拉伸变形导致合金产生了大量塑性变形有关，而两段恢复应变εr1和εr2的形成则与合金约束相变后形成应变量明显不同的M1和M2两部分取向马氏体逆相变相关．     

Ni50Mn27Ga23快淬薄带的马氏体相变和磁感生应变

采用快淬技术制各了非化学计量成分的Ni50Mn27Ga23多晶薄带，对快淬薄带的马氏体相变和磁感生应变进行了研究。结果表明，快淬薄带侄冷却和加热过程中仍然发牛热弹性马氏体相变及逆相变，具有典型的热弹性形状记忆效应，并且比铸态合金具有更大的应变，但是马氏体相变温度下降。快淬工艺在合金内部引入特定的内应力，使薄带形成织构，是合金获得更大相变应变和磁感卞应变的原因。热处理后，内应力大大降低，导致磁感牛应变降低。     

TiNi薄膜马氏体稳定化及其形状记忆效应研究

用DSC研究了预变形对Ti51Ni49形状记忆合金薄膜的相变行为的影响，结果表明：预变形后薄膜的马氏体发生了稳定化现象，第一次逆相变温度T^1A随预应变量增加而升高，而在第二次相变循环中，马氏体稳定化现象消失，逆相变温度T^2A基本恢复到变形前的温度值，马氏体相变温度随预应变量增大而降低，但R相变受预变形影响不大，形状记忆效应研究表明，Ti51Ni49合金薄膜的可恢复应变随预应变量的增加而增大，其最大值4．5％在预应变量为6％时获得。     

磁性形状记忆合金Ni54Mn21Ga24.75Sm0.25的马氏体相变研究

本文通过内耗和交流磁化率,研究了多晶合金Ni54Mn21Ga25的马氏体相变特征,分析了稀土元素Sm对合金中间马氏体相变影响。研究结果表明,添加Sm使合金Ni54Mn21Ga24的马氏体相变温度提高到室温以上,并且降低了合金的温度滞后,在低磁场下Sm对合金磁感生应变影响不大。     

Influence of Sb addition on Martensitic and Magnetic Transformation in β+γ Two-phase Based Co-Ni-Al Shape Memory Alloy

利用OM，SEM，EDX，XRD，DSC和VSM研究了用Sb替代Al对Co41Ni32Al27合金马氏体相变和磁性的影响．结果表明Co41Ni32Al26Sb1合金仍然生成L10型马氏体，其马氏体相变温度和Curie点与淬火温度成正比关系，淬火温度每升高10K，马氏体相变温度约提高9K，而Curie点约提高7．5K．相同淬火温度下Co41Ni32Al26Sb1合金的马氏体相变温度比Co41Ni32Al27合金约高70K，而Curie点也高出15K．Co41Ni32Al26Sb1在1623K热处理时出现共晶组织，发生部分熔化现象．特别重要的是C041Ni32A12eSbl合金的马氏体相变温度范围大幅度缩小，为20-28K，只有Co41Ni32Al27合金的一半，有利于获得大磁致应变．用平均s＋d总电子浓度和平均磁价电子数分别解释了马氏体相变温度和Curie点的变化．     

哈斯勒合金Ni_(46)Cu_4Mn_(38)Sn_(12)的相变应变与磁感生应变

通过结构、磁性以及应变测量,研究哈斯勒合金Ni46Cu4Mn38Sn12在马氏体相变过程中的相变应变与磁感生应变。结果表明:样品在马氏体相变过程中表现出一个接近0.12%的相变应变,几乎是目前研究所报道的三元哈斯勒合金Ni-Mn-Sn相变应变的3倍;此外,在等温条件下,通过外加磁场的诱导,获得了该样品在反马氏体相变起始温度点(284 K)的一个大的磁感生应变,这种行为可归结为马氏体与奥氏体相之间界面的磁弹耦合。     

第一性原理在Ni_2MnGa合金研究中的应用

具有铁磁性形状记忆效应的Heusler合金Ni_2MnGa颇具发展潜力,在新型智能材料的研究中备受关注。本文综述了第一性原理在Ni_2MnGa合金的四方变形、声子软化和磁性能等方面的研究进展,Ni、Ti和Co等掺杂元素在Ni_2MnGa合金中的最优占位及其对电子结构、马氏体转变温度TM和居里温度TC的影响。     

Ni2MnGa铁磁形状记忆合金开裂的原位研究

对Ni2MnGa铁磁形状记忆合金的缺口试样,通过在微分干涉相衬显微镜下原位拉伸,研究了裂纹形核、扩展和马氏体相变以及塑性变形的关系．结果表明,拉伸时首先形成马氏体,当裂尖应力集中足够大时就会在裂尖产生局部塑性区,微裂纹易于沿马氏体界面形核,但也可在塑性区中形核．随载荷升高,微裂纹沿马氏体不连续形核,通过韧带剪切连接,从而导致裂纹扩展阻力也随裂纹扩展而增大．     

Ni46Mn35Ga19单晶大的磁熵变和磁控形状记忆效应

采用多种测量手段,对制备出的转变温度在室温以上的Ni46Mn35Ga19单晶的物性进行表征。电阻和交流磁化率结果表明,该材料的磁转变和马氏体相变是同时发生的。定温磁化强度测量得出材料磁熵变的增长速率高达9.0J/kg·K·T,在1274kA/m(1.6T)的磁场下,磁熵变达13.8J/kg·K。此外,应变测量表明,伴随该磁熵变,材料展现出应变量分别高达–0.89%和–1.90%的自发和磁控双向形状记忆效应。     

单晶Ni_(52)Mn_(24)Ga_(24)的磁感生应变和磁增强双向形状记忆效应

铁磁性Heusler合金Ni2 MnGa是近年开发的磁控制功能材料 ,已发现该材料结合马氏体相变可以产生大磁致伸缩 (磁感生应变 )和磁控制形状记忆效应两种应用功能。用磁悬浮冷坩埚提拉设备沿 [0 0 1]方向生长了组分为Ni52 Mn2 4 Ga2 4 的单晶。室温时沿该单晶样品 [0 0 1]方向加磁场 ,在该方向获得了 - 0 6 %的大磁感生应变。当磁场方向垂直于 [0 0 1]方向时 ,样品在 [0 0 1]方向的磁感生应变值为 0 5 %。同时该单晶样品在室温附近还具有可由磁场增强和控制的双向形状记忆效应。无磁场作用时 ,降低温度 ,样品在发生马氏体相变时 ,在 [0 0 1]方向产生1 2 %的收缩形变。随后升高温度 ,反马氏体相变时样品以同样的应变量膨胀 ,恢复到原来的形状 ,显示了特有的无需外应力协助的自发的双向形状记忆效应。其温度滞后只有 10℃。如果在样品的 [0 0 1]方向加一个偏磁场 ,其形状记忆的应变量随磁场的增强而增大。在磁场为 1 2T时可达 4%。而当磁场转向 [10 0 ]方向时 ,形状记忆的应变可以改变符号。本文指出产生大磁感生应变和磁增强双向形状记忆效应的关键是马氏体变体的择优取向。     

Constraint-dependent twin variant distribution in Ni2MnGa single crystal,polycrystals and thin film: An EBSD study

The capability of showing large magnetically induced strains (MFIS) up to ～10% has attracted considerable research interest to magnetic shape memory (MSM) alloys. The prototype MSM alloy is the ternary Ni₂MnGa. In this work, a comprehensive study of the local unit cell orientation distribution on single crystalline, polycrystalline and epitaxial thin film of martensitic Ni₂MnGa is conducted by electron backscattering diffraction (EBSD). By EBSD, the constraint-dependent twin variant distribution, the corresponding stresses and the three-dimensional orientation of twin planes will be investigated. In polycrystals, the differentiation between twin and grain boundaries as well as proof of twin boundary motion is shown. From the knowledge of the local unit cell orientation at surfaces, it is possible to explain the magnetic domain configuration imaged by magnetic force microscopy.     

BSTUDY ON Ni_(25)Ti_(50)Cu_(25) SHAPE MEMORY PARTICLE/Al MATRIX COMPOSITE

ＳＴＵＤＹＯＮＮｉ_（２５）Ｔｉ_（５０）Ｃｕ_（２５）ＳＨＡＰＥＭＥＭＯＲＹＰＡＲＴＩＣＬＥ／ＡｌＭＡＴＲＩＸＣＯＭＰＯＳＩＴＥＬ．Ｓ．Ｃｕｉ；Ｍ．Ｑｉ；Ｐ．Ｓｈｉ；Ｆ．Ｘ．ＣｈｅｎａｎｄＤ．Ｚ．Ｙａｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥ?..     

Ab Initio Predicted Impact of Pt on Phase Stabilities in Ni-Mn-Ga Heusler Alloys

The paper discusses the stabilization of the martensite in Ni₂MnGa at finite temperatures that is caused by the substitution of Ni by Pt. For this purpose a recently developed ab initio based formalism employing density functional theory is applied. The free energies of the relevant austenite and martensite phases of Ni_1.75Pt_0.25MnGa are determined incorporating quasiharmonic phonons and fixed-spin magnons. In addition the dependence of the transition temperatures on the Pt concentration is investigated. Though our results are in qualitative agreement with estimates based on ground-state energies, they clearly demonstrate that a proper treatment of finite temperature contributions is important to predict the martensitic transition quantitatively.