多晶Ni-Mn-Ga磁性记忆合金中间马氏体相变研究

用内耗分析方法研究了Ni-Mn-Ga磁性记忆合金的相变行为。发现多晶材料也存在着由温度诱发的完整的热弹性中间马氏体相变。在发生中间马氏体相变过程中，内耗明显增高，同时，弹性模量发生突变，表明相变前和相变后材料的模量有较大的差异。在相变过程中没有观察到软模现象。     

Ni52Mn21+xGa27-x(x=0-5)磁性形状记忆合金的相变

研究了非化学计量成分的多晶Ni52Mn21+xGa27-x(x=0-5)系列合金的热弹性马氏体相变和磁相变.合金的马氏体相变温度Ms随Mn含量的增加而升高,当x＞4时,Ms已经升高到室温以上,而马氏体相变滞后△T随z的增大而减小;合金的磁相变温度TC随z增加而升高,但变化范围不大,在z＞2后,Tc保持在348 K左右.实验获得了一种具有实用前景的合金成分--Ni52Mn25Ga23合金,其马氏体相变温度在室温以上,相变滞后仅为5 K.     

Ni54Al25Fe21-xCox合金的马氏体相变和磁性转变

传统的β基Ni-Al-Fe形状记忆合金随Fe含量提高而呈铁磁性,因此可以发展为铁磁性形状记忆合金.通过金相显微分析、DSC、VSM和EDX方法,研究了Co含量x对Ni54 Al25Fe21-xCox合金马氏体相变和磁性的影响.发现该合金马氏体相变温度与x成正比关系,x每增加1at%,1623K淬火时马氏体相变温度约提高30K,1373K淬火时马氏体相变温度约提高38K.淬火温度降低会显著降低Ni54Al2Fe21-xCox合金的马氏体相变温度和Curie点Tc,但随着x的提高,淬火温度对马氏体相变温度和Tc的影响程度减小.Tc随x变化的幅度不大,在Tc-x曲线上出现最大值,为256K,对应于1623K淬火的Ni54Al25Fe19Co2合金.马氏体相变温度的变化与β相的平均s＋d总电子浓度变化有关,并首次提出Al含量和结构有序度两方面的变化共同影响Curie点.     

Ni45Co5Mn37In13-xGdx磁性形状记忆合金的马氏体相变和力学性能

研究了稀土Gd部分替代In对Ni_(45)Co_5Mn_(37)In_(13-x)Gd_x(0≤x≤2)磁性形状记忆合金的显微组织、相变和力学性能的影响。结果表明,随着Gd含量的增加,合金的晶粒尺寸逐渐减小,马氏体相变温度明显升高,马氏体的结构从单斜的14M转变为四方非调制的L1_0结构;在含Gd成分较高的合金中观察到了一些富Gd析出物,在Ni_(45)Co_5Mn_(37)In_(13-x)Gd_x合金中观察到了一步热弹性马氏体相变。适量的添加Gd元素能显著提高Ni-Co-Mn-In合金的力学性能。     

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。     

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。     

NiTi形状记忆合金马氏体相变研究

以NiTi合金为研究对象,在万能试验机上采用原位拉伸方法研究其马氏体相变的失稳情况。结果表明,NiTi合金马氏体形核时的应力应变曲线具有非线性变化特征。马氏体合并时,相变潜热增加了马氏体的形核功。马氏体分裂时,应力波动值较低。     

MnCu合金马氏体相变和马氏体的内耗

本文对含Mn60-90wt-％的MnCu合金在123—423K温度范围内进行了低频和声频内耗测量,研究马氏体相变和马氏体中各种界面对内耗的贡献.结果指出,马氏体相变内耗可分解为两部分,即相变中的稳定内耗峰(阶梯变温测量时,T=0)和低温背景内耗.相变内耗主要是由马氏体和母相界面的运动产生的;低温背景内耗是由马氏体片间界面的运动产生的,且表现出强烈的振幅效应,其强弱决定于马氏体片间界面的数量.马氏体片间界面的运动产生的非线弹应变导致了附加的模量亏损和非线性共振行为.高Mn合金(Mn>80wt-％)中的弛豫型内耗峰研究指出,该峰的弛豫时间分布参数服从β=|β_0-β_Q/k_B T|.     

形状记忆合金Ni53Ga27Fe17Co3的内耗研究

采用LMA-1型低频力学谱仪在强迫振动模式下研究了Ni53Ga27Fe17Co3形状记忆合金内耗与温度及变温速率的关系.结果表明,合金在升、降温过程中分别出现逆马氏体相变与马氏体相变内耗峰.由于热弹性马氏体在恒定温度下的共格界面保持稳定,所以内耗峰的峰高与变温速率无关.随变温速率的增大,同一温度下的相转变分数减少,导致马氏体相变内耗峰向低温偏移,逆马氏体相变峰向高温偏移.     

Ni50Mn26Ga24-yFey（y=0-23）磁性形状记忆合金的相变

制备了以Fe代Ga的Ni50Mn26Ga24-yFey（y=0-23）系列合金，研究了掺杂元素Fe对合金的马氏体相变温度、居里温度及相结构的影响，确定了合金成分与相变之间的变化规律。结果表明：掺杂元素Fe对Ni-Mn-Ga合金的马氏体相变的影响较为显著，当Fe含量（原子分数，下同）y≥12时，合金不显示热弹性马氏体相变过程，在具有母相结构的基础上有明显的第二相析出。合金的M5随Fe含量的增加而增加，合金的Tc随e／a的增大而增大。     

Ni_(54)Mn_(25)Ga_(15)Al_6高温形状记忆合金的微观组织和相变行为(英文)

研究Ni54Mn25Ga15Al6高温形状记忆合金的微观组织、马氏体相变特性、力学性能和形状记忆效应。通过与Ni54Mn25Ga21合金对比,分析添加第四组元Al对Ni-Mn-Ga合金性能的影响。结果表明:Ni54Mn25Ga15Al6合金为单一的四方结构非调制马氏体相并呈片状的马氏体孪晶板条形貌。该合金的马氏体相变开始温度超过190°C,具有发展成为高温形状记忆合金的潜力。在Ni-Mn-Ga合金中添加Al会降低马氏体相变温度,这主要归因于Al添加引入的晶格尺寸因素的改变。添加Al元素能有效提高合金的强度和塑性,但降低合金的形状记忆性能。     

预变形对Ni-Mn-Ga合金马氏体相变的影响

研究了形变对Ni-Mn-Ga合金马氏体相变及其组织形态的影响，并应用马氏体相变热力学和动力学探讨了适当塑性变形后马氏体相变滞后得以大幅度提高的微观本质。结果表明，随着应变量的增加，马氏体相变温度几乎保持不变，而其逆相变温度则迅速升高，塑性应变导致储存在界面处的弹性应变能的释放是塑性变形提高合金相变滞后的主导因素。     

Co影响Ni-Mn-Ga合金马氏体相变的第一性原理分析

采用基于密度泛函理论的第一原理平面波赝势法,研究了掺杂Co元素对Ni-Mn-Ga磁性形状记忆合金的能态密度分布的影响规律,阐明了Co对马氏体相变作用机理.研究表明,随Co含量增加,更多的Co3d-Mn3d杂化取代了Ni3d-Mn3d杂化,使母相稳定性提高,马氏体相变温度降低.Co的加入对Ni-Mn-Ga-Co母相的自旋向上能态密度几乎没有影响,但明显改变自旋向下能态密度.     

Ni52Ga28Fe20-xCOx合金的马氏体相变和磁性转变

利用金相和SEM显微组织分析技术,示差扫描量热法（DSC）和振动磁力计（VSM）考察了Ni52GGa28Fe20-xCox合金中Co元素含量x对马氏体相变和铁磁性转变的影响,用粉末X射线衍射方法（XRD）分析马氏体相的结构类型．在x≤6的范围内Co代替Fe能够显著提高Ni52Ga28Fe20-xCox合金的马氏体相变温度,对铁磁性转变Curie点的影响不大．x每增加1可以使马氏体相变温度提高50—60K．低温淬火（773K／1h）对Ni52Ga28Fe20-xCox合金马氏体相变温度的影响不大,但使合金的Curie点提高20—30K．粉末XRD分析表明该合金系列经1423和773K两种温度处理后都只出现L10（2M）马氏体．     

U-Nb形状记忆合金热弹性马氏体相变的相场模拟

U-Nb形状记忆合金具有优异的抗腐蚀性和力学性能,其中亚稳α?相的典型微观组织为多层级孪晶马氏体。利用相场法模拟α?相热弹性马氏体的形成过程。结果表明,在弹性应变能最小化的驱动下,获得了多种自协调马氏体组织,也发现了多种自协调模式。对比本研究模拟结果和文献中的实验结果,认为相变变形梯度矩阵的反对称性和界面兼容性显著影响变体结对和孪晶面。另外,基于变体重排过程,预测了相变态组织在变形初期的织构演化。     

Microstructure and high-temperature shape-memory effect in Ni54Mn25Ga21 alloy

1 Introduction Shape memory alloys (SMAs) have developed rapidly in the past few decades as new functional materials, with commercial applications in pipe couplings, medical implants, electrical connectors and various actuators etc[1?3]. But the highest …