本文主要研究内容
作者孙小明（2019）在《Ni（Fe）-Mn基形状记忆合金磁驱动相变及相关功能特性研究》一文中研究指出：磁驱动形状记忆合金作为一类新型形状记忆材料,不但具有传统形状记忆合金受温度场和应力场控制的形状记忆效应,而且具有受磁场控制的磁驱动形状记忆效应。因此,磁驱动形状记忆合金兼具大输出应变、高响应频率和精准控制性等特性,有望作为新一代智能材料在航空航天、生物工程、能源和自动化等领域发挥重要作用。本论文工作以一系列Ni(Fe)-Mn基磁驱动形状记忆合金作为研究对象,通过调控合金磁结构转变,同时利用原位高能同步辐射和中子衍射等技术手段研究该系列合金的磁驱动相变行为,并进一步探讨了它们的相关丰富物理特性。利用先进原位中子衍射技术研究了Ni-Mn基磁驱动形状记忆合金的异常低温(4 K,远低于马氏体相变温度)磁化行为。研究表明,磁场诱发相变导致Ni37Co11Mn42.5Sn9.5合金在低温呈现出异常磁化行为。进一步分析表明该磁驱动相变由非连续转变组成,从而解释了磁化曲线的跳跃现象。该项工作对深入理解磁驱动形状记忆合金的磁-结构耦合而设计磁驱动相变材料新型功能特性以及对研究其他相变材料体系中的异常低温磁化行为具有指导意义。系统研究了Fe43-xMn28Ga29+x(x=0,0.5,1.0,1.5,1.7,1.9,2.0)磁驱动形状记忆合金体系的相变行为。研究结果显示,该合金体系中当x数值超过某一临界值xc(xc≥ 2.0)时,在系统内出现应变玻璃转变。在已有实验结果的基础上建立了Fe43-xMn28Ga29+x合金体系的相图,其中包含马氏体和应变玻璃的相关组分。在冻结温度点T0以下,施加外场能够在Fe41Mn28Ga31应变玻璃合金中实现磁驱动一级相变,并伴有磁跳跃现象的发生。利用原位中子衍射技术直接证实了磁驱动应变玻璃向马氏体相变是导致这一特殊相变行为的原因。初步分析了磁场驱动应变玻璃向马氏体转变和相关磁跳跃行为的结构演变过程。最后,该项工作初步研究了 Fe41Mn28Ga31应变玻璃合金的潜在磁热性能和形状记忆效应,并在80 K下施加2.1 T磁场得到了大小为8.7 J kg-11 K-1的磁转变熵。这些结果提供了关于应变玻璃更新的有利于理论分析和实际应用的证据,为将来研究铁性玻璃的相变耦合行为和设计新型巨磁响应材料奠定了基础。此外,在一系列Fe-Mn-Ga磁驱动形状记忆合金体系中实现了巨负膨胀效应。研究结果显示,该合金的负膨胀效应主要来源于降温过程中从立方奥氏体向四方马氏体的相变所造成的晶格体积增加。经过适当的成分调控,该合金体系中的负膨胀温度区间可以从室温降到低温区域。其中Fe43Mn28Ga29合金在290 K到209 K的负膨胀温度区间内线膨胀系数达到-50.2× 10-6K-1。同时该合金体系具备良好的力学性能,优异的导电性和导热性。因此,Fe-Mn-Ga合金有望成为新一代负膨胀材料而被实际应用。通过改变Mn/In比例和Co掺杂代替Ni的方法来调控磁结构转变,从而设计了一系列Ni-(Co)-Mn-In合金。研究显示,Ni49Co3Mn34In14成分合金在相变过程中具有窄的相变滞后8 K,小的相变区间7 K和非常敏感的转变温度对磁场变化值6 K T-1。通过原位同步辐射手段揭示了该Ni49Co3Mn34In14合金马氏体和奥氏体之间具有极好的几何兼容性。利用原位中子衍射技术直接证明了该合金可以在3 T磁场下实现完全马氏体态和完全奥氏体态之间的可逆相转变。同时,优化的Ni49Co3Mn34In14合金能在3T的磁场下表现出良好的磁响应效应:可逆巨磁热效应(磁熵变为16.5 J kg-1 K-1)、巨磁致应变(0.26%)和磁阻效应(60%)在3 T的低磁场下同时在该合金中实现。这些磁响应效应大小可以与其他已经报道的Ni-Mn基磁性形状记忆合金对应的效应(磁场高于5 T)相比较,但所施加的磁场大幅降低。这对开发Ni-Mn基合金低场驱动优异磁响应性能及其在磁致冷、磁传感和磁记录材料等方面的应用具有重要的指导意义。本文对Ni(Fe)-Mn基磁驱动形状记忆合金的磁场驱动相变行为进行了深入研究,并探讨了相关丰富物理特性,为进一步深入研究磁驱动形状记忆合金中的马氏体相变行为和设计新型多功能材料提供了实验依据和新思路。
Abstract
ci qu dong xing zhuang ji yi ge jin zuo wei yi lei xin xing xing zhuang ji yi cai liao ,bu dan ju you chuan tong xing zhuang ji yi ge jin shou wen du chang he ying li chang kong zhi de xing zhuang ji yi xiao ying ,er ju ju you shou ci chang kong zhi de ci qu dong xing zhuang ji yi xiao ying 。yin ci ,ci qu dong xing zhuang ji yi ge jin jian ju da shu chu ying bian 、gao xiang ying pin lv he jing zhun kong zhi xing deng te xing ,you wang zuo wei xin yi dai zhi neng cai liao zai hang kong hang tian 、sheng wu gong cheng 、neng yuan he zi dong hua deng ling yu fa hui chong yao zuo yong 。ben lun wen gong zuo yi yi ji lie Ni(Fe)-Mnji ci qu dong xing zhuang ji yi ge jin zuo wei yan jiu dui xiang ,tong guo diao kong ge jin ci jie gou zhuai bian ,tong shi li yong yuan wei gao neng tong bu fu she he zhong zi yan she deng ji shu shou duan yan jiu gai ji lie ge jin de ci qu dong xiang bian hang wei ,bing jin yi bu tan tao le ta men de xiang guan feng fu wu li te xing 。li yong xian jin yuan wei zhong zi yan she ji shu yan jiu le Ni-Mnji ci qu dong xing zhuang ji yi ge jin de yi chang di wen (4 K,yuan di yu ma shi ti xiang bian wen du )ci hua hang wei 。yan jiu biao ming ,ci chang you fa xiang bian dao zhi Ni37Co11Mn42.5Sn9.5ge jin zai di wen cheng xian chu yi chang ci hua hang wei 。jin yi bu fen xi biao ming gai ci qu dong xiang bian you fei lian xu zhuai bian zu cheng ,cong er jie shi le ci hua qu xian de tiao yue xian xiang 。gai xiang gong zuo dui shen ru li jie ci qu dong xing zhuang ji yi ge jin de ci -jie gou ou ge er she ji ci qu dong xiang bian cai liao xin xing gong neng te xing yi ji dui yan jiu ji ta xiang bian cai liao ti ji zhong de yi chang di wen ci hua hang wei ju you zhi dao yi yi 。ji tong yan jiu le Fe43-xMn28Ga29+x(x=0,0.5,1.0,1.5,1.7,1.9,2.0)ci qu dong xing zhuang ji yi ge jin ti ji de xiang bian hang wei 。yan jiu jie guo xian shi ,gai ge jin ti ji zhong dang xshu zhi chao guo mou yi lin jie zhi xc(xc≥ 2.0)shi ,zai ji tong nei chu xian ying bian bo li zhuai bian 。zai yi you shi yan jie guo de ji chu shang jian li le Fe43-xMn28Ga29+xge jin ti ji de xiang tu ,ji zhong bao han ma shi ti he ying bian bo li de xiang guan zu fen 。zai dong jie wen du dian T0yi xia ,shi jia wai chang neng gou zai Fe41Mn28Ga31ying bian bo li ge jin zhong shi xian ci qu dong yi ji xiang bian ,bing ban you ci tiao yue xian xiang de fa sheng 。li yong yuan wei zhong zi yan she ji shu zhi jie zheng shi le ci qu dong ying bian bo li xiang ma shi ti xiang bian shi dao zhi zhe yi te shu xiang bian hang wei de yuan yin 。chu bu fen xi le ci chang qu dong ying bian bo li xiang ma shi ti zhuai bian he xiang guan ci tiao yue hang wei de jie gou yan bian guo cheng 。zui hou ,gai xiang gong zuo chu bu yan jiu le Fe41Mn28Ga31ying bian bo li ge jin de qian zai ci re xing neng he xing zhuang ji yi xiao ying ,bing zai 80 Kxia shi jia 2.1 Tci chang de dao le da xiao wei 8.7 J kg-11 K-1de ci zhuai bian shang 。zhe xie jie guo di gong le guan yu ying bian bo li geng xin de you li yu li lun fen xi he shi ji ying yong de zheng ju ,wei jiang lai yan jiu tie xing bo li de xiang bian ou ge hang wei he she ji xin xing ju ci xiang ying cai liao dian ding le ji chu 。ci wai ,zai yi ji lie Fe-Mn-Gaci qu dong xing zhuang ji yi ge jin ti ji zhong shi xian le ju fu peng zhang xiao ying 。yan jiu jie guo xian shi ,gai ge jin de fu peng zhang xiao ying zhu yao lai yuan yu jiang wen guo cheng zhong cong li fang ao shi ti xiang si fang ma shi ti de xiang bian suo zao cheng de jing ge ti ji zeng jia 。jing guo kuo dang de cheng fen diao kong ,gai ge jin ti ji zhong de fu peng zhang wen du ou jian ke yi cong shi wen jiang dao di wen ou yu 。ji zhong Fe43Mn28Ga29ge jin zai 290 Kdao 209 Kde fu peng zhang wen du ou jian nei xian peng zhang ji shu da dao -50.2× 10-6K-1。tong shi gai ge jin ti ji ju bei liang hao de li xue xing neng ,you yi de dao dian xing he dao re xing 。yin ci ,Fe-Mn-Gage jin you wang cheng wei xin yi dai fu peng zhang cai liao er bei shi ji ying yong 。tong guo gai bian Mn/Inbi li he Cocan za dai ti Nide fang fa lai diao kong ci jie gou zhuai bian ,cong er she ji le yi ji lie Ni-(Co)-Mn-Inge jin 。yan jiu xian shi ,Ni49Co3Mn34In14cheng fen ge jin zai xiang bian guo cheng zhong ju you zhai de xiang bian zhi hou 8 K,xiao de xiang bian ou jian 7 Khe fei chang min gan de zhuai bian wen du dui ci chang bian hua zhi 6 K T-1。tong guo yuan wei tong bu fu she shou duan jie shi le gai Ni49Co3Mn34In14ge jin ma shi ti he ao shi ti zhi jian ju you ji hao de ji he jian rong xing 。li yong yuan wei zhong zi yan she ji shu zhi jie zheng ming le gai ge jin ke yi zai 3 Tci chang xia shi xian wan quan ma shi ti tai he wan quan ao shi ti tai zhi jian de ke ni xiang zhuai bian 。tong shi ,you hua de Ni49Co3Mn34In14ge jin neng zai 3Tde ci chang xia biao xian chu liang hao de ci xiang ying xiao ying :ke ni ju ci re xiao ying (ci shang bian wei 16.5 J kg-1 K-1)、ju ci zhi ying bian (0.26%)he ci zu xiao ying (60%)zai 3 Tde di ci chang xia tong shi zai gai ge jin zhong shi xian 。zhe xie ci xiang ying xiao ying da xiao ke yi yu ji ta yi jing bao dao de Ni-Mnji ci xing xing zhuang ji yi ge jin dui ying de xiao ying (ci chang gao yu 5 T)xiang bi jiao ,dan suo shi jia de ci chang da fu jiang di 。zhe dui kai fa Ni-Mnji ge jin di chang qu dong you yi ci xiang ying xing neng ji ji zai ci zhi leng 、ci chuan gan he ci ji lu cai liao deng fang mian de ying yong ju you chong yao de zhi dao yi yi 。ben wen dui Ni(Fe)-Mnji ci qu dong xing zhuang ji yi ge jin de ci chang qu dong xiang bian hang wei jin hang le shen ru yan jiu ,bing tan tao le xiang guan feng fu wu li te xing ,wei jin yi bu shen ru yan jiu ci qu dong xing zhuang ji yi ge jin zhong de ma shi ti xiang bian hang wei he she ji xin xing duo gong neng cai liao di gong le shi yan yi ju he xin sai lu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自北京科技大学的孙小明，发表于刊物北京科技大学2019-06-27论文，是一篇关于磁驱动形状记忆合金论文,相变行为论文,中子衍射论文,同步辐射论文,磁响应效应论文,北京科技大学2019-06-27论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自北京科技大学2019-06-27论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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