0412-1961

研究了γ-Fe-Mn-Al-Cr(Mnl8.6—25.6,A10—9.8,CrO—5.7at.-%)合金中磁化率x,弹性模量E及电阻率p与温度T的关系.实验结果揭示该合金中存在顺磁-反铁磁性转变.提高Mn含量将降低合金的x和升高反铁磁转变温度T_N.相反,随着Al含量的增加,x增大,T_点降低,X-T曲线在T_N点的峰值增高;T>T_N时,     

TEMPERATURE DEPENDENCE OF ANTIFERRO-MAGNETIC γ-Fe-Mn-Al AND γ-Fe-Mn-Cr ALLOYS UPON RESISTIVITY

测定了面心立方结构Fe-Mn-Al,Fe-Mn-Cr合金的电阻率及磁化率与温度的关系,这些合金均呈现顺磁性-反铁磁性转变,并伴有电阻率-温度关系的反常变化.电阻率测定的结果说明,在Néel温度T_N以下,由于反铁磁有序散射,使电阻率反常增大,dρ/dT减小或变为负值,ρ-T曲线向上弯曲,反常电阻率随T_N的下降和X-T曲线峰值的升高而增大.Al的加入量对反铁磁转变引起的电阻率变化有强烈的影响,随Al浓度的增加,反常电阻率急剧增大,这可能与Al使合金中Fe离子位置存在较大局域净磁矩有关.Cr对反铁磁电阻率的影响远较Al小.本文的实验结果揭示,基于顺磁性-反铁磁性转变,研制一种温度系数较小的Fe-Mn-Al-Cr系新电阻合金是可能的。     

反铁磁态γ-Fe-Mn-Al及γ-Fe-Mn-Cr合金的电阻率-温度关系

测定了面心立方结构Fe-Mn-Al,Fe-Mn-Cr合金的电阻率及磁化率与温度的关系,这些合金均呈现顺磁性-反铁磁性转变,并伴有电阻率-温度关系的反常变化.电阻率测定的结果说明,在Néel温度T_N以下,由于反铁磁有序散射,使电阻率反常增大,dρ/dT减小或变为负值,ρ-T曲线向上弯曲,反常电阻率随T_N的下降和X-T曲线峰值的升高而增大.Al的加入量对反铁磁转变引起的电阻率变化有强烈的影响,随Al浓度的增加,反常电阻率急剧增大,这可能与Al使合金中Fe离子位置存在较大局域净磁矩有关.Cr对反铁磁电阻率的影响远较Al小.本文的实验结果揭示,基于顺磁性-反铁磁性转变,研制一种温度系数较小的Fe-Mn-Al-Cr系新电阻合金是可能的。     

RESISTIVITY MINIMUM IN ANTIFERROMAGNETIC γ-Fe-Mn BASE ALLOYS CONTAINING Al OR Si

本文研究Al,Si及Cr对反铁磁性γ-Fe-Mn基合金的Neel转变及电阻极小的影响.结果表明,Cr对Fe-Mn基合金的磁化率(X),X-T及ρ(电阻率)-T关系的影响较小,也不促进基体形成局域净磁矩.相反,Al,Si则显著改变γ-Fe-Mn合金的磁结构、X-T及ρ-T关系,在Neel温度T_N以下,随反铁磁转变的磁性电阻ρ_m的增大,出现电阻极小,随后出现负电阻温度系数.降温直至4.3k,γ-Fe-Mn及γ-Fe-Mn-Cr合金在试验精度内未呈现任何电阻反常变化,而固溶Al或Si后则观察到第二次电阻极小,电阻极小温度T_(min)~(2)与电阻极小深度△ρ(ρ_(4k)～ρ_(T_(min)))随Al,Si浓度的增大而增加,且在T_(min)~(2)—4k间,ρ随lgT的降低而线性增大.由此可以假定,反铁磁态γ-Fe-Mn中加入Al或Si,导致Fe离子处形成局域净磁矩,并发生ISDW-CSDW态转变,因而产生类似Kondo效应的低温电阻极小.     

含Al,Si反铁磁性γ-Fe-Mn基合金中的电阻极小

本文研究Al,Si及Cr对反铁磁性γ-Fe-Mn基合金的Neel转变及电阻极小的影响.结果表明,Cr对Fe-Mn基合金的磁化率(X),X-T及ρ(电阻率)-T关系的影响较小,也不促进基体形成局域净磁矩.相反,Al,Si则显著改变γ-Fe-Mn合金的磁结构、X-T及ρ-T关系,在Neel温度T_N以下,随反铁磁转变的磁性电阻ρ_m的增大,出现电阻极小,随后出现负电阻温度系数.降温直至4.3k,γ-Fe-Mn及γ-Fe-Mn-Cr合金在试验精度内未呈现任何电阻反常变化,而固溶Al或Si后则观察到第二次电阻极小,电阻极小温度T_(min)~(2)与电阻极小深度△ρ(ρ_(4k)～ρ_(T_(min)))随Al,Si浓度的增大而增加,且在T_(min)~(2)—4k间,ρ随lgT的降低而线性增大.由此可以假定,反铁磁态γ-Fe-Mn中加入Al或Si,导致Fe离子处形成局域净磁矩,并发生ISDW-CSDW态转变,因而产生类似Kondo效应的低温电阻极小.     

Fe－Mn－Si合金的磁转变

利用电阻测量、Ｘ射线衍射等方法研究了铁锰基形状记忆合会中γ→ε相变与顺磁—反铁磁转变（ＰＭ－ＡＭ）．对顺磁—反铁磁转变的温度区间和可逆性作了仔细分析。降温时γ→ε转变与顺磁到反铁磁转变的温度区间有重叠，但升温时反铁磁到顺磁的转变出现在－１４０℃到＋５０℃之间，ε→γ在１００～２００℃之间进行，二者截然分开，淬火态合会Ｘ射线谱上的奥氏体线条强于马氏体线条，即奥氏体是主相。结果还表明磁转变表现为降温时电阻由下降转为升高。Ｎｅｅｌ转变点由升温曲线上的最低点给出，其值为－５℃。讨论了Ｓｉ对磁转变影响的可能原因。     

Fe—Mn—Si合金的磁转变

利用电阻测量、Ｘ射线衍射等方法研究了铁锰基形状记忆合金中γ→ε相变与顺磁－反铁磁转变。对顺磁－反铁磁转变的温度区间和可逆性作了仔细分析。降温时→ε转为与顺磁到反铁磁转变的温度区间有重叠，但升温时反铁磁到顺磁的转变出现在－１４０℃到＋５０℃之间，ε→γ在１００－２００℃之间进行，二者截然分开     

SmCo1-xFexAsO的多重磁性转变

采用固相反应法,制备出一系列SmCo1-xFexAsO(x=0,0.05,0.1,0.2)多晶样品。XRD测试结果表明所有样品均为单相,且具有ZrCuSiAs型四方结构,随着掺杂量的增加,晶格参数a逐渐减小,c逐渐增加。磁性测量结果表明,低掺杂量样品在5~300 K之间先后经历了反铁磁-铁磁-顺磁的磁性转变,低场下的M-T曲线表现出明显的不可逆性,且随着掺杂量的增加,反铁磁转变温度降低,铁磁转变温度向高温方向移动,表明样品的反铁磁性逐渐被抑制,而铁磁性逐渐增强。M-H曲线表明,在反铁磁转变温度以下,掺杂量x<0.2的样品,随着磁场的增加发生了由反铁磁到铁磁性的变磁性转变,且随着掺杂量的增加,在同一温度下的转变磁场变小。在掺杂量x=0.2时,当温度降低到5 K时仍没有观察到变磁性转变,在掺杂量x=0.2附近可能存在变磁性临界终点。     

一种γ-Fe-Mn-Al合金的超低温性能及顺磁性-反铁磁性转变

本文报道一种fcc结构的Fe-Mn-Al合金(Mn 25.6,Al 4.1,C 0.16,Si0.27 wt-％)在超低温的性能、组织结构与磁性转变。此合金在300—4 K间具有适宜的强度、较高的塑性、韧性与很稳定的奥氏体组织。300 K及4 K的磁化率x_v,分别为34.5×10~(-4)与22×10~(-4)。室温电阻率为105μΩ·cm,低温冷收缩率小于一般Fe-Cr-Ni奥氏体钢。其磁化率(x_v)-温度(T)曲线于320 K左右呈现峰值,dx/dT符号的改变表征发生了顺磁性-反铁磁性转变。同时伴有一些物理性能如弹性模量、热膨胀、电阻率等的反常变化。 Al加入Fe-Mn合金中,明显地降低Néel温度(T_N),提高磁化率,并在T_N点处呈现较大的磁化率峰值。与AISI 300系Cr-Ni奥氏体钢比较,γ-Fe-Mn-Al合金的主要特点为在极低温区(如20—4 K)兼具稳定的奥氏体与极低磁化率,是一种潜在的超导磁体用结构合金。     

Fe-Mn-Al-Cr系亚稳奥氏体区γ→ε转变温度M_(εs)与成分的关系

在Fe-Mn-Al-Cr系亚稳奥氏体区内,用膨胀法测定了40种合金的γ→ε-马氏体转变温度M_(es)。以多元线性回归方法处理实验结果,建立了M_(es)与合金成分关系的经验公式。经验公式中,1Wt-％的Al,C,Cr分别使Fe-Mn合金的M_(es)降低约51,339,8℃;这个结果与以前研究它们对Fe-Mn合金γ→ε-马氏体转变的影响和Ishida计算它们对Fe-Mn合金γ→ε相变驱动力的影响一致。根据γ→ε-马氏体转变的层错机制,简要讨论了Al,C和Cr对Fe-Mn合金M_(es)的影响。     

RELATIONSHIP BETWEEN γ→εTRANSFORMATION TEMPERATURE M_(εs) AND COMPOSITION OF METASTABLE AUSTENITE REGION IN Fe-Mn-Al-Cr SYSTEM

在Fe-Mn-Al-Cr系亚稳奥氏体区内,用膨胀法测定了40种合金的γ→ε-马氏体转变温度M_(es)。以多元线性回归方法处理实验结果,建立了M_(es)与合金成分关系的经验公式。经验公式中,1Wt-％的Al,C,Cr分别使Fe-Mn合金的M_(es)降低约51,339,8℃;这个结果与以前研究它们对Fe-Mn合金γ→ε-马氏体转变的影响和Ishida计算它们对Fe-Mn合金γ→ε相变驱动力的影响一致。根据γ→ε-马氏体转变的层错机制,简要讨论了Al,C和Cr对Fe-Mn合金M_(es)的影响。     

CRYOGENIC PROPERTIES AND PARAMAGNETISMANTIFERROMAGNETISM TRANSITION OF A γ-Fe-Mn-Al ALLOY

本文报道一种fcc结构的Fe-Mn-Al合金(Mn 25.6,Al 4.1,C 0.16,Si0.27 wt-％)在超低温的性能、组织结构与磁性转变。此合金在300—4 K间具有适宜的强度、较高的塑性、韧性与很稳定的奥氏体组织。300 K及4 K的磁化率x_v,分别为34.5×10~(-4)与22×10~(-4)。室温电阻率为105μΩ·cm,低温冷收缩率小于一般Fe-Cr-Ni奥氏体钢。其磁化率(x_v)-温度(T)曲线于320 K左右呈现峰值,dx/dT符号的改变表征发生了顺磁性-反铁磁性转变。同时伴有一些物理性能如弹性模量、热膨胀、电阻率等的反常变化。 Al加入Fe-Mn合金中,明显地降低Néel温度(T_N),提高磁化率,并在T_N点处呈现较大的磁化率峰值。与AISI 300系Cr-Ni奥氏体钢比较,γ-Fe-Mn-Al合金的主要特点为在极低温区(如20—4 K)兼具稳定的奥氏体与极低磁化率,是一种潜在的超导磁体用结构合金。     

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.     

Co掺杂对Ni-Mn-Sn铁磁形状记忆合金磁性质的影响(英文)

采用第一性原理计算揭示了Co掺杂对Ni-Mn-Sn形状记忆合金磁性质的影响。结果表明,掺杂Co使Ni-Mn-Sn合金中两相饱和磁化强度差增大的原因在于其奥氏体的Mn-Mn磁交换作用由反铁磁性转变为铁磁性。奥氏体的顺磁态与铁磁态的能量差对Ni-Co-Mn-Sn的磁转变有重要影响。此外,Co掺杂对磁性的影响与Mn 3d态的改变有关。     

La0.3Ca0.7Mn1-xWxO3体系中电荷有序及磁性质研究

采用固相反应法制备了钙钛矿锰氧化物La0 3Ca0 7Mn1-xWxO3(x=0.08,0.12)样品,通过M-T曲线、M-H曲线、ESR曲线研究了在Mn位掺W对La0 3Ca0 7MnO3电荷有序相的影响以及磁结构的变化过程.结果表明:当x=0.08时,体系存在电荷有序(CO)相,相变温度TcO=275 K,在T＞275 K时体系表现为PM;当温度从275 K下降到230 K,体系在CO相下从自旋无序的顺磁态向自旋有序的反铁磁态转变;在230 K至5 K形成长程反铁磁态,AFM/CO态共存;低温区在AFM/CO态本底中存在一定的铁磁成分.当x=0.12时,体系的CO相已基本融化,150 K以下还残留少量CO相.在高于150K温区表现为顺磁;在低于150K温区从顺磁向铁磁转变.     

La0.3Ca0.7Mn1-xWxO3体系中电荷有序及磁性质研究

采用固相反应法制备了钙钛矿锰氧化物La0 3Ca0 7Mn1-xWxO3(x=0.08,0.12)样品,通过M-T曲线、M-H曲线、ESR曲线研究了在Mn位掺W对La0 3Ca0 7MnO3电荷有序相的影响以及磁结构的变化过程.结果表明当x=0.08时,体系存在电荷有序(CO)相,相变温度TcO=275 K,在T＞275 K时体系表现为PM;当温度从275 K下降到230 K,体系在CO相下从自旋无序的顺磁态向自旋有序的反铁磁态转变;在230 K至5 K形成长程反铁磁态,AFM/CO态共存;低温区在AFM/CO态本底中存在一定的铁磁成分.当x=0.12时,体系的CO相已基本融化,150 K以下还残留少量CO相.在高于150K温区表现为顺磁;在低于150K温区从顺磁向铁磁转变.     

Pt-Gd合金的低温电阻

报道了浓度在1.24%Gd以下的4种Pt-Gd合金在4.2～77K的电阻测量.结果表明,合金没有出现电阻极小值,在12K以下,合金的电阻率可以用方程式p=p_0+αT~5+AT~2拟合.拟合曲线的偏差和高浓度合金的电阻温度系数反常,证实合金在低温下存在两个铁磁有序转变温度.     

Fe-Mn-Si合金在Néel温度以下的γ→ε相变

用电阻法、磁化率和X 光衍射等方法研究了Fe 30Mn 6Si形状记忆合金在Néｅｌ温度以下的γ→ε相变 ,与以前工作不同 ,本文实验结果显示 ,在某些Fe Mn和Fe Mn Si合金中磁转变并不阻止ε马氏体相在Néｅｌ温度以下的生成。     

纯γ-Mn的电子、基态属性和磁有序结构

采用第一原理方法，基于ultrasoft赝势，密度函数理论，从原子层面对纯γ－Mn的顺磁，铁磁和反铁磁性状态下的电子、基态属性，相稳定和磁有序结构进行了研究，通过自旋极化分析讨论了纯γ－Mn这3种磁性状态的结构稳定性，发现在基态时，反铁磁性状态的γ－Mn结构最稳定，且Mn原子处于高自旋状态，其理论磁通量为2．41ua/atom，这与实验结果吻合，通过局部状态密度（DOS），分析了它们的键和磁有序特性，发现主要是位于Fermi态附近的3d轨道电子对磁性起决定性的作用，其向上自旋和向下自旋的主峰分别处于Fermi能下面的键区和Fermi能上面的反键区，通过比较这3种磁性状态可知，反铁磁的γ－Mn存在显著的磁体积效果。     

A STUDY ON NON-MAGNETIC AND CRYOGENIC STEEL 30Mn20A13

本文设计并研制出一种Fe-Mn-Al系无磁钢——30Mn20Al3,其合金成分(wt-％)为C0.28-0.32,Mn19-22,Al2.6-3.1,Si≤0.6。同时还研究了Al,C等元素对Fe-20Mn奥氏体稳定性、合金的力学性能等的影响。 实验结果表明,Fe-Mn合金中加入Al可抑制γ→ε及γ→ε→α′相的转变,使马氏体转变温度降低。碳稳定奥氏体的作用更为显著。 30Mn20Al3与1Cr18Ni9Ti相比较,强度与塑性均高,奥氏体稳定性亦大,磁导率低而电阻率高。其成本则只为1Cr18Ni9Ti的1/3左右,且资源丰富,具有发展为实用钢种的价值。可代替1Cr18Ni9Ti、铝合金等作为无磁钢及低温钢用于电气工业和低温工程中。