Landau理论研究TiNi顺磁合金热/强磁场耦合下的马氏体相变

利用改进后的Landau理论模型研究了顺磁TiNi合金在热/强磁场耦合作用下的马氏体相变行为.利用第一原理计算了TiNi合金在不同相变剪切应变(序参量)下的Flermi面态密度,得到相变过程中磁化率和磁自由能的变化,把磁场效应引入到Landau模型中.结果表明,稳恒强磁场可使顺磁材料的相变温度(M6和T0)出现突变性的升高,这主要是因为相变驱动力随磁场增强而呈二次曲线上升规律.另外,因强磁场下马氏体变体之间的自由能差急剧增大,导致磁场对变体的促进和抑制作用变得明显,出现取向生长现象.在5 T稳恒强磁场下的TiNi合金相变实验中,利用TEM观察到了一些变体以相互垂直的二变体形式出现(即取向生长),证实了模型的结果.     

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.     

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.     

F6-21Ni-4Mn合金强脉冲磁场诱发马氏体相变的研究SCIEI

采用磁性测量、光学金相和强脉冲磁场,研究了Fe-21Ni-4Mn合金的磁场诱发马氏体相变。发现在M_s点以上,当施加的磁场高于某一临界值(临界磁场)时,便能诱发马氏体相交;临界磁场随温度的升高而增加,并与ΔT(T-M_s)成直线关系;脉冲磁场强烈地促进变温转变,抑制等温转变;磁场对Fe-21Ni-4Mn合金的马氏体相变作用主要是Zeeman效应,求得在M_s点变温的熵变ΔS_(M_S)^(1t)为·13J/mol·K·同时发现磁场诱发的马氏体形貌为板条伏、片状和蝶状,其形成量随施加的最大磁场强度成线性增加。     

F6-21Ni-4Mn合金强脉冲磁场诱发马氏体相变的研究

采用磁性测量、光学金相和强脉冲磁场,研究了Fe-21Ni-4Mn合金的磁场诱发马氏体相变。发现在M_s点以上,当施加的磁场高于某一临界值(临界磁场)时,便能诱发马氏体相交;临界磁场随温度的升高而增加,并与ΔT(T-M_s)成直线关系;脉冲磁场强烈地促进变温转变,抑制等温转变;磁场对Fe-21Ni-4Mn合金的马氏体相变作用主要是Zeeman效应,求得在M_s点变温的熵变ΔS_(M_S)~(1t)为·13J/mol·K·同时发现磁场诱发的马氏体形貌为板条伏、片状和蝶状,其形成量随施加的最大磁场强度成线性增加。     

形变对Ti-Ni-Hf高温记忆合金相变及双程形状记忆效应的影响

采用微分扫描式量热法(DSC)、拉伸试验和弯曲试验研究了形变对Ti36Ni49Hf15高温形状记忆合金相变及双程形状记忆效应的影响.结果表明,形变不影响合金的相变顺序.在马氏体状态下变形时,随形变量的增加,Ti36Ni49Hf15合金的马氏体相变温度略有下降,逆马氏体相变温度上升.当形变量一定时,合金在马氏体状态下不同温度变形,对合金的相变温度没有显著影响.Ti36Ni49Hf15高温记忆合金在马氏体状态下直接变形可以产生双程形状记忆效应,其双程可逆应变量随形变量的增加而增加.在随后的热循环过程中,合金的双程形状记忆效应在最初的几次循环过程中迅速下降,而后随循环次数的增加趋于稳定.     

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。     

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.     

单晶Ni52Mn24Ga24的磁感生应变和磁增强双向形状记忆效应

铁磁性Heusler合金Ni2MnGa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[001]方向生长了组分为Ni52Mn24Ga24的单晶,室温时沿该单晶样品[001]方向加磁场,在该方向获是了-0.6%的大磁感生应变。当磁场方向垂直于[001]方向时,样品在[001]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[001]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反应量膨胀,恢复到原来的形状,显示了特有的远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[001]方向加一个偏磁场,其形状记忆的应变往往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[001]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。     

新型铁磁马氏体相变材料研究取得新进展

铁磁马氏体相变材料具有磁驱大应变、磁驱形状记忆、磁驱超弹性、大磁电阻、大磁熵变、相变相关霍尔效应、相变相关交换偏置等丰富的物理行为,成为当今凝聚态物理和材料科学的研究热点之一。在传统马氏体相变中,体系通过非扩散、位移型晶格切变而发生一级马氏体相变,其诱发因素通常为温度和应力。铁磁马氏体相变材料发生相变时,晶体结构和磁结构同时发生变化。如果两磁性相的饱和磁化强度差异（AM）较大,则可使得外磁场成为驱动马氏体相变的一个新物理量。因此,获得大的AM成为磁相变材料领域的一个重要研究目标。     

稳恒磁场对马氏体转变的影响

利用自制的磁场热处理设备对中、高碳钢进行了施加磁场与不施加磁场的淬火处理,研究了奥氏体在NaCl溶液中冷却时的组织转变,观察了相变后的组织变化.结果表明,在中、高碳钢发生奥氏体向马氏体转变时,稳恒磁场可使马氏体的形核率增加,提高马氏体的转变开始温度,使相变在更宽的温度区间进行,促进了奥氏体向板条马氏体的转变.     

Specific features of the martensitic transformation of deformed austenite in the 50N26 alloy upon cooling and magnetic treatment

The effect of pulsed magnetic field on the martensitic transformation of the austenite stabilized by plastic deformation in the 50N26 alloy, in which the martensite morphology changes under the effect of magnetic field, has been studied. It was established that the austenite stabilization caused by plastic deformation can be completely eliminated by the treatment with magnetic field.     

泰勒法制备的Ni-Mn-In-Co合金纤维的磁热效应

采用泰勒法制备了直径范围在30~100μm之间的玻璃包裹Ni-Mn-In-Co合金纤维。利用综合物性测量系统（PPMS）研究了磁场对制备态和退火态纤维马氏体相变温度的影响,并且从M-B曲线中分别计算得出了制备态和退火态纤维的磁热效应。研究结果表明：制备态纤维在室温下为7M马氏体结构。在制备态和退火态纤维中,奥氏体相变开始温度随外加磁场变化速率（ΔAs/ΔB）分别为-1.6和-4 K/T。退火态纤维在As点附近发生磁场诱发马氏体向奥氏体逆相变。退火态纤维最大磁熵变为3.0 J/（kg·K）,远大于制备态纤维的0.5 J/（kg·K）。Ni-Mn-In-Co合金纤维的大磁熵变和低成本使其成为最具潜力的磁制冷材料之一。     

Effect of external stress and bias magnetic field on transformation strain of heusler alloy Ni-Mn-Ga

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｔｈｅｌａｓｔｄｅｃａｄｅｓ ,ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙａｌｌｏｙｈａｖｅｂｅｅｎａｔｔｒａｃｔｉｎｇｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｅｍｅｒｇｅｄａｓａｎｅｗｃｌａｓｓｏｆａｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓｓｈｏｗｉｎｇｖｅｒｙｌａｒｇｅｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｓｔｒａｉｎ ,ｓｈｏｒｔｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ .Ａｓｆｏｒｓｕｃｈｍａｔｅｒｉａｌｓ ,Ｎｉ Ｍｎ Ｇａ ,Ｆｅ Ｐｄ ,Ｆｅ ＰｔａｎｄＣｏ Ｎｉｗｅｒｅｒｅｐｏｒｔｅｄ[19] .Ｎｉ2 ＭｎＧａ ,ａｓｔｈｅ…     

静磁场对32CrMnNbV淬透性及耐蚀性能的影响

研究了静磁场（０－１．２Ｔ）对３２ＣｒＭｎＮｂＶ淬透性及蚀性能的影响。实验中发现,在连续冷却过程中加磁场,可以使铁索为的ＣＣＴ曲线左移,淬透性下降;在奥氏体化咖磁场。会降低奥氏体的稳定性,造成冷却过程中ＣＣＴ曲线的左移,而且左移的趋势更明显,当淬火时所加磁场的强度增加到１．２Ｔ,马氏体组织明显细化。此外,磁场下淬火可以提高马氏体的蚀性。随着外磁场的增加,腐蚀速率下降。     

临界区磁场热处理双相钢组织及性能的研究

采用定量金相、扫描电镜、透射电镜观察分析以及常规力学性能的试验等手段，研究施加磁场对临界区双相处理过程中的马氏体转变以及双相钢组织及性能的影响。结果表明：在不同的临界区热处理工艺下，外加磁场均明显促进冷却时的马氏体相的形成。外加磁场在使马氏体相尺寸更细小，分布更均匀的情况下使马氏体体积分数增加，相应地在磁场下处理的双相钢，其强度和塑性的配合水平得到进一步提高。     

Effect of magnetic field on martensitic transformation in iron-nickel alloys with different size of austenite grains

The effect of the size of austenite grains on the temperature of the beginning of martensitic transformation during cooling, on the amount of the α-phase, and on the value of the critical field that causes the appearance of the first portions of martensite is studied for the case of treatment of iron-nickel alloys in a magnetic field.     

磁场对铁硅锰铸钢组织的影响

对硅锰铸钢在不同磁场强度和连续冷却条件下的组织及性能进行了研究。结果表明,磁场处理后可显著改变铁硅锰铸钢的显微组织,由混合型组织改变为单一的珠光体或马氏体。在弱磁场条件下,奥氏体化温度的高低及冷却速度的快慢对试验钢组织的影响与此磁场作用时间长短有关。冷速较低时弱磁场对较高温度下的相变有某种促进作用,冷速较快时则促进低温相变。