Ni52Mn24Ga24金属间化合物的单晶生长和磁性功能

研究了Ni52Mn24Ga24合金单晶在磁场作用下能产生的目前最大的磁致伸缩应变,发现了该材料的双向相变应变效应以及磁场对此的增强现象,在1.2T磁场的作用下,可逆的相变应变达4%以上,实现这一结果的关键条件是马氏体变体的择优取向。报道了获得马氏体变体的择优取向样品的单晶生长特性和后处理方法,根据前人报道的理论模型分析了实验结果,指出磁感生应变的物理机制是磁场提供的Zeeman能驱动变体间孪晶界的移动。     

TiNi形状记忆合金薄膜马氏体稳定化研究

采用DSC法研究了TiNi合金薄膜变形后的相变行为及影响机制,结果表明变形导致TiNi薄膜马氏体发生稳定化现象,即TiNi薄膜第一次逆相变滞后,逆相变温度升高.但马氏体稳定化现象在经过一次完全相变循环后消失,且马氏体相变温度降低.变形引起TiNi合金薄膜相变行为的变化与马氏体变体储存的弹性应变能和相变不可逆能变化相关.     

Ni_(52)Mn_(24)Ga_(24)金属间化合物的单晶生长和磁性功能

研究了 Ｎｉ５２Ｍｎ２４Ｇａ２４合金单晶在磁场作用下能产生的目前最大的磁致伸缩应变．发现了该材料的双向相变应变效应以及磁场对此的增强现象．在 １．２ Ｔ磁场的作用下,可逆的相变应变达 ４％以上实现这一结果的关键条件是马氏体变体的择优取向报道了获得马氏体变体的择优取向样品的单晶生长特性和后处理方法根据前人报道的理论模型分析了实验结果,指出磁感生应变的物理机制是磁场提供的 Ｚｅｅｍａｎ能驱动变体间孪晶界的移动     

Ni52Mn23+xSn25-x(x=0,1,2)合金的磁性

利用X射线衍射和振动样品磁强计研究了Ni52Mn23 xSn25-x(x=0,1,2)合金的结构和磁性.结果表明,合金为铁磁性形状记忆合金.奥氏体具有强的铁磁性,而马氏体表现为顺磁或反铁磁性.磁化曲线表现出明显的磁场诱导马氏体相变行为.Sn含量对居里温度影响十分显著,而对马氏体相变温度影响很小.合金马氏体相变过程的温度范围很窄,约在5K以内.     

强磁场对Bi-Mn合金MnBi相形态的影响

研究了强磁场对Bi-Mn合金MnBi相形态的影响,发现在10T的磁场下,在一定温度范围内顺磁相MnBi转变为铁磁相并由一个晶体分裂为许多沿磁场方向取向和聚合的小晶体.并从磁场诱发应变的角度上分析了磁场对相变温度和MnBi相形态的影响.     

Ni53.2Mn22.6Ga24.2单晶的磁控形状记忆效应和磁控超弹性特性

证实了Ni53.2Mn22.6Ga24.2单晶发生的两步马氏体相变行为是完全热弹性的.在磁场作用下,该材料的马氏体相变和中问马氏体相变展现出相同的应变特征,且具有磁控双向形状记忆效应.磁场下应力-应变特性的测量结果表明,磁场不但对压应力诱发马氏体相变过程中变体重取向所需应力的大小有影响,而且使原来不可逆的形变成为可逆,这种磁控超弹性特性预示了该合金用作磁控超弹性元器件材料的可能性.     

稳恒磁场在金属相变过程中的应用

稳恒磁场在材料科学中的应用越来越受到关注。本文从稳恒磁场作用下生成的磁化力和洛伦兹力两个角度归纳了稳恒磁场对金属材料的固态相变和液态相变的影响。其中磁化力可以影响固态相变过程,形成取向,引起磁对流,进行磁性分离。而洛伦兹力可以抑制熔体的流动和波动,提高溶质离子在基体中的固溶度,另外,利用洛伦兹力还可以在电磁离心铸造中获得均匀的凝固组织。     

稳恒磁场在金属相变过程中的应用

稳恒磁场在材料科学中的应用越来越受到关注。本文从稳恒磁场作用下生成的磁化力和洛伦兹力两个角度归纳了稳恒磁场对金属材料的固态相变和液态相变的影响。其中磁化力可以影响固态相变过程，形成取向．引起磁对流，进行磁性分离。而洛伦兹力可以抑制熔体的流动和波动，提高溶质离子在基体中的固溶度，另外，利用洛伦兹力还可以在电磁离心铸造中获得均匀的凝固组织。     

强磁场对Bi-Mn合金355℃包晶相变点的影响

根据物质在梯度磁场中的受力与其磁性相关的原理,提出了通过测定合金在磁场中的受力来了解其相变的方法.根据该方法,对Bi-Mn合金在不同磁场强度下包晶相变点进行了测定,并从热力学上分析了强磁场对相变点的影响.结果发现:随磁场强度的提高,合金的包晶相变点逐渐提高,在10 T磁场下,相变点提高20℃左右.同时,强磁场的施加促进了MnBi相的形态由块状向片状的转变.     

MAGNETIC--FIELD--CONTROLLED SHAPE MEMORY EFFECT AND SUPERELASTICITY OF Ni53.2Mn22.6Ga24.2 SINGLE CRYSTAL

证实了Ni_53.2Mn_22.6Ga_24.2单晶发生的两步马氏体相变行为是完全热弹性的. 在磁场作用下, 该材料的马氏体相变和中间马氏体相变展现出相同的应变特征, 且具有磁控双向形状记忆效应. 磁场下应力--应变特性的测量结果表明, 磁场不但对压应力诱发马氏体相变过程中变体重取向所需应力的大小有影响, 而且使原来不可逆的形变成为可逆, 这种磁控超弹性特性预示了该合金用作磁控超弹性元器件材料的可能性.     

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。     

The role of anisotropic thermal expansion of shape memory alloys in their functional properties

The functional properties of a ferromagnetic shape memory alloy, which undergoes martensitic transformation of a cubic-tetragonal type, have been analyzed using the Landau theory of phase transitions. A key role of the temperature dependency of the crystal lattice parameters in the formation of the elastic and magnetic properties of the martensitic phase has been determined. To this end the temperature dependencies of the shear elastic moduli and magnetic anisotropy energy densities (MAED) of two quasi-stoichiometric Ni–Mn–Ga alloys have been computed from the experimental temperature dependencies of their lattice parameters. It turned out that the differences in the temperature dependencies of the lattice parameters of these alloys gave rise to drastic differences in their shear moduli and MAED as a function of temperature. The possibility of the spontaneous reorientation of the magnetization vector on cooling of the alloy and a right-angle realignment of this vector by a low magnetic field have been predicted.     

EFFECT OF MAGNETIC FIELD ON MARTENSITIC TRANSFORMATION IN Fe-21Ni-4Mn ALLOY

The pulsed magnetic field induced martensitic transformation with isothermal and athermal kinetics in Fe-2Ni-4Mn(wt-%)alloy has been studied by means of magnetization measurements,optical microscopy and thermodymical analyses.It is shown that there exits a critical magnetic intensity for induing martensitic transformation at a given temperature above Ms.The critical magnetic field increases linearly with increasing ΔT= T-M_S.The magnetic field strongly promotes the athermal martensitic transforamtion and restrains the isothermal one.The entropy change ΔS for athermal transformation at Ms is 4.13 J/mol· K.The effect of magnetic field on martensitic transformation in Fe-21Ni-4Mn alloy is main- ly due to Zeeman effect.Lath,plate and butterfly martensities were observed under magnetic field.     

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。     

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。     

用于描述奥氏体/马氏体界面的修正模型

在择优态存在的前提下,以修正Landau多项式描述奥氏体/马氏体的界面特征.以母相弹性模量、择优态能量和马氏体相变驱动力为参数,利用Ginzburg-Landau理论计算了奥氏体/马氏体的界面结构及相关性质.结果表明,奥氏体/马氏体界面存在一个序参量变化缓慢的平台,这个平台对应于点阵结构既非奥氏体也非马氏体的过渡区域.通过对奥氏体/马氏体界面宽度和界面能的计算,表明本模型可很好地解释一些实验中观察到的现象.     

Ti49.4Ni50.6超弹性弹簧的相变和形变特性

用示差扫描量热仪、拉伸实验和应力-应变循环实验系统研究了退火温度、变形温度以及热循环和室温应力-应变循环对Ti49．4Ni50．6超弹性(SE)弹簧的相变和形变特性的影响。冷加工加中温退火态Ti49．4Ni50．6合金冷却→←加热时的相变类型为母相B2→←R相→←马氏体B19′。随退火温度升高，马氏体转变温度升高，R相转变温度降低。623-773K退火态Ti49．4Ni50．6弹簧室温下可获得SE特性，随变形温度升高，SE弹簧剐度增加；当退火温度超过823K后，SE持性变差。热循环时SE弹簧的切变量取值越小，其应变恢复率越高。预循环训练可增强SE的稳定性。     

Kinetic arrest behavior in martensitic transformation of NiCoMnSn metamagnetic shape memory alloy

High-field magnetic measurements were carried out in order to investigate behaviors of field-induced reverse martensitic transformation and kinetic arrest of NiCoMnSn metamagnetic shape memory alloy. In the thermomagnetization curves, it was confirmed that the reverse martensitic transformation temperature decreases 67 K by applying magnetic field of 5 T, while in the magnetic field cooling process under 5 T, martensitic transformation does not occur down to low temperatures. Equilibrium magnetic field, defined from the critical magnetic fields of the metamagnetic evidence in the magnetization curves, exhibits almost constant below about 100 K, suggesting that the entropy change becomes zero, which is considered to cause kinetic arrest behavior.     

One-dimensional model of martensitic transformations

A modified Landau–Ginzburg theory for martensitic transformations is suggested. An accommodation strain energy in parent phase is added into the free energy of the system besides the Landau free energy and gradient energy which have been generally considered. Both the equilibrium state and the dynamic process of martensitic transformations are investigated by solving the equation of motion numerically. Two important features of martensitic transformations, i.e., transformational hysteresis and athermal transformation, can be displayed by the modified model. The results of numerical study of the model agree with experiments well, including surface martensite, thermoelastic and nonthermoelastic martensite formations, autocatalysis and burst transformation.