第一性原理研究Mn2RhZ(Z=In,Sn, Sb)Heusler合金的磁性形状记忆效应

运用基于密度泛函理论的第一性原理,对3种 Heusler合金Mn₂RhZ(Z=In, Sn, Sb)的原子占位、晶体结构、晶格畸变和磁学性质等性能进行了研究.结果表明, Hg₂CuTi型结构3种Heusler合金相比Cu₂MnAl型结构表现得更为稳定;在由立方结构至四方结构的变形中,Mn₂RhZ(Z=In, Sn, Sb)分别在c/a=1.38,1.29,1.29处出现总能量的最小值,分别对应稳定的马氏体相;Mn₂RhZ(Z=In, Sn, Sb)的总磁矩主要源于Mn原子磁矩,奥氏体相下Mn₂RhSb合金中的2个Mn原子磁矩呈现反平行耦合,表现出铁磁性,而在奥氏体、马氏体相下Mn₂RhZ(Z=In, Sn)以及马氏体相下Mn₂RhSb合金表现出亚铁磁结构,因而Mn₂RhZ(Z=In, Sn, Sb)是潜在的具有磁性形状记忆效应的合金材料.     

Ni46Mn35Ga19单晶中磁转变和马氏体相变的物理表征及形状记忆效应

NiMnGa是最早发现的铁磁形状记忆合金,是一种新型的形状记忆材料。自发现以来,许多学者对其进行了深入的研究,但对磁转交和马氏体转变共同发生的转变特性却缺乏系统的表征。本文采用多种测量手段,如相变潜热、电阻、交流磁化率和应变测量,对提拉法生长的Ni46Mn35Ga19单晶的磁转变和马氏体相变同时发生的转变行为进行了系统表征;根据合金形状记忆的特点和马氏体变体择优取向的机理,对实验结果进行了分析和讨论。应变测量结果表明,伴随该转变行为,材料展现出应变量达-0．89％的自发双向形状记忆效应和应变量高达-1．90％的磁控形状记忆效应。     

磁性和非磁性杂质对高Tc超导材料结构相变的影响

本文研究了磁性和非磁性杂质对高Tc超导体结构相变温度的影响,结果和已有的实验定性符合。     

Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜的磁场增强马氏体相变应变研究

采用磁控溅射方法制备Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜。研究薄膜的晶体结构、磁化行为以及磁场对马氏体相变应变的影响。试验结果表明,经823 K退火1 h的Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜,室温下处于奥氏体态,呈较强的(110)织构特性,且室温饱和磁化强度约为40 emμ/g。试验还发现,当沿膜面方向施加0到0.8 T磁场时,Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜的马氏体相变应变量随磁场强度的增大而增大,呈现出磁场增强马氏体相变应变效应。     

Ni_(55)Fe_(18)Ga_(27)磁性形状记忆合金的组织结构与马氏体相变

采用光学显微镜、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、透射电子显微镜等对Ni55Fe18Ga27磁性形状记忆合金的组织结构与马氏体相变行为进行了研究.实验结果表明铸态合金的马氏体转变温度在室温以上,而且马氏体相呈规则排列的板条状;研究还表明其稳态马氏体为14M型单斜调制结构,晶格参数:a=0.4151nm、b=0.5141nmc、=2.9460nm、β=91.13°.     

Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜的磁性能研究

采用磁控溅射方法制备Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜。系统研究薄膜的马氏体相变行为、磁场增强相变应变特性以及温度对磁感生应变的影响。试验结果表明,经823 K退火1 h的Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜室温下处于奥氏体态,马氏体相变开始温度为271.5 K。当沿膜面方向施加0—0.8 T磁场时,Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜的马氏体相变应变量随磁场强度的增大而增大,呈现出磁场增强马氏体相变应变效应。试验还发现,饱和磁感生应变显著依赖于测试温度。当测试温度低于拟马氏体相变结束温度时,饱和磁感生应变随温度的升高先缓慢增大,在马氏体相变开始温度附近磁感生应变值发生跳跃式增加,然后随测试温度的进一步升高而降低。     

Ni48.7Mn30.1Ga21.2铁磁性形状记忆合金的显微组织和相变行为

本文主要研究了Ni48.7Mn30.1Ga21.2铁磁性形状记忆合金的相变行为和显微组织。XRD结果表明：室温下合金为5M马氏体和母相共存,金相结果表明合金的显微组织为双相组织,在母相的晶粒中存在少量的马氏体片,合金的室温微观断口形貌表明该合金为典型的沿晶断裂,DSC结果表明该合金在升降温过程中发生了一步马氏体正逆相变。     

Ni_（50-x）Mn_（10＋x）Ga_（30）Cu_（10）系列Heusler合金的结构、马氏体相变和磁性研究

通过实验和第一性原理研究了Ni50-xMn10＋xGa30Cu10（x=0-10）系列Heusler合金的结构、马氏体相变和磁性.实验研究发现,当用Mn原子在化学上替换Ni原子,合金的晶格参数随成分线性增大,相应体系的马氏体相变温度线性降低;理论分析认为,体系合金的单胞尺寸和电子浓度的共同作用使马氏体相变温度随成分变化线性降低直至消失;体系中Mn对Ni原子的替换使交互作用较强的Ni（A,C）-Mn（B）原子对逐渐形成,这增强了磁性原子间总的交换耦合作用,实验观测到体系合金的居里温度随成分逐渐上升.基于KKR-CPA-LDA的第一性原理计算结果表明,在体系合金中Mn原子磁矩始终与Ni原子磁矩保持铁磁排列,且Mn原子为体系分子磁矩的主要贡献者,因此体系合金的分子磁矩随Mn原子数量线性增加,这与实验结果相一致.     

Ga对β基Co-Ni-Al铁磁性形状记忆合金马氏体和磁性转变的影响

借助光学金相、示差热分析、振动样品磁强计和x-射线能谱分析等分析方法，研究Ga含量对Co41Ni32-Al27-xGax合金马氏体相变和Curie点的影响。研究结果表明：合金马氏体相变温度与Ga含量成正比，在1573和1623K淬火时，X增加1，马氏体相变温度提高25K，但Ga含量对Curie点影响不大；在1573K淬火时，具有高有序度的马氏体相比B2结构相的Curie点高32K，说明结构有序度对Curie点影响较大；淬火温度升高会显著提高合金的马氏体相变温度和Curie点，当淬火温度从1573K升高到1623K时，马氏体相变温度升高43～69K，Curie点平均升高41K；随着Ga含量的增加，合金的熔点降低，在1623K淬火时Co41Ni32Al18Ga9合金发生部分熔化。     

Ni51 Mn25.5 Ga23.5 单晶大的自发相变应变和磁感生应变

通过交流磁化率、电阻、有无磁场下的马氏体相变应变测量,研究了Ni51Mn25.5Ga23.5单晶的马氏体相变和磁感生应变特性。伴随马氏体相变,该单晶展现出一个应变量高达-1.62%的自发双向形状记忆效应。采用磁场下冷却的方法,在材料的马氏体相获得了一个量值高达-1.5%且可逆的磁感生应变,该值近似为零场下冷却测量得到的磁感生应变的2倍。根据单晶生长机制和NiMnGa合金形状记忆特性,对上述结果进行了讨论。     

Mn_（50）Ni_（39）Sn_（11-x）Al_x合金的磁相变及磁卡效应

Ni-Mn基铁磁Heusler合金的巨大磁卡效应使其在磁制冷方面具有良好的应用前景.磁熵变是磁卡效应的重要量度,根据麦克斯韦关系,磁熵变不仅与马氏体相变前后磁矩的变化大小△Msf有关,而且与马氏体相变温度跨度（Martensitic Transition Temperature Range,MTTR）有关.本文中,我们制备了Mn50Ni39Sn11△xAlx（x=0,1,2）系列合金样品,发现随着Al含量的升高,虽然△Msf减小,但MTTR随Al含量增加的减少更快,使得（△Msf/MTTR）值增大,从而获得较大的磁熵变△SM.以上结果表明除增大△Msf外,降低MTTR值也是提高材料磁卡效应的有效方法.     

Cu-Al-Ni-Mn-Ti合金在不完全相变过程中的内耗行为研究

文章采用不完全相变内耗(IF)测量法研究了Cu-Al-Ni-Mn-Ti多晶形状记忆合金在热弹性马氏体相变时内耗峰与外界变量(频率、升温速率及不完全相变开始测量温度Ts)的依赖关系。实验结果表明,测量频率小于0.045Hz时,内耗峰分解成双峰(低温PL峰和高温PH峰),随Ts的降低,双峰逐渐合并;PL峰值与频率对数呈现峰形函数关系,随升温速率的增加,PL峰向高频方向移动,相变弛豫时间减小;PH峰值与频率倒数成线性关系,随升温速率的增加,线性斜率变大。     

衬底温度对ZnCoCuO蒸镀膜结构和性能的影响

用X射线衍射方法分析了在Si(001)衬底上电子束蒸镀制备的Zn0.84Co0.15Cu0.01O薄膜的结构特征,测量了薄膜的磁性质,研究了衬底温度对薄膜晶体结构及磁性能的影响。实验发现,衬底温度在350～500℃的范围内,薄膜都具有室温铁磁性,而且在(002)晶面取向有极大值,饱和磁化强度和剩磁随衬底温度增加近于单调减小。     

氯化钠结构相变和弹性性质的第一原理计算

基于第一性原理平面波赝势密度泛函方法，研究了NaCl的高压结构相变和弹性性质．计算结果表明，在零温下NaCl从B1结构到B2结构的相变压强为29．7GPa,这与实验值和其它的理论计算结果符合的很好．利用准谐德拜模型，讨论了NaCl在0-70GPa范围内下的德拜温度θ、压缩波速度Vp和剪切波速度Vs．     

微量元素La,Sb,Ti和Mn对ZA27合金力学性能的影响

研究了微量元素La，Sb，Ti和Mn对ZA27合金力学性能的影响，四种元素分别单独加入。结果表明：在本实验条件下，四种元素加入适量时，均不同程度细化合金显微组织。La加入量在小于0.1%时，提高ZA27合金的抗拉强度，而对合金的延伸率影响不大，略有降低；Sb显著提高合金的抗拉强度，但降低延伸率；Ti加入后抗拉强度和延伸率均有提高；Mn在加入量为1%时，合金性能较好。     

Phase transition, structure and shape memory effect of Ni47Ti43Hf10 alloy

A Ni47Ti43Hf10 high temperature shape memory alloy is fabricated. The martensitic transformation temperature (TT) is obtained by differential scanning calorimetry and four-probe electrical resistivity measurements. The effect of thermal cycling is investigated and it is found that the TT tends to be stable quickly, which is of benefit to practical applications. The martensite structure is determined to be B19′ monoclinic by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. One-way and two-way (which is seldom reported before) shape memory properties are studied by tensile and bending tests. The cycling number of two-way shape memory effect is tested for more than 20000 times.     

时效对10Ni10Mn2CuAl钢组织及性能的影响

基于富Cu相和NiAl(Mn)相复合沉淀析出强化的方式设计了一种新型高强度舰船用钢10Ni10Mn2CuAl,探究了时效处理工艺对10Ni10Mn2CuAl钢的组织及性能的影响.采用Thermo-Calc软件对析出相析出温度和含量进行理论计算,采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)对基体典型夹杂及对时效处理后组织进行了分析,并进行了性能测试.研究结果表明:钢中富Cu相析出温度区间为300~606℃,最高质量分数为1.41%.随时效时间增加,马氏体板条呈现粗化到细化演变,硬度增加到峰值后趋于稳定.随时效温度升高加速析出相析出过程,硬度达到峰值的时间缩短.在最佳热处理工艺下(500℃时效24h),实验钢屈服强度为1435.51MPa,抗拉强度为1555.42MPa,延伸率为8%,综合性能达到最优.