定向凝固铁磁形状记忆合金力—热—磁耦合试验研究

发布时间：2017-05-12 08:02

  本文关键词：定向凝固铁磁形状记忆合金力—热—磁耦合试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：铁磁形状记忆合金兼具大输出应变与高响应频率等综合特性,是新一代驱动与传感材料。采用定向凝固方法制成的多晶铁磁形状记忆合金,制备简单、成本低,该方法亦已得到广泛研究与应用。定向凝固的多晶铁磁形状记忆合金具有很多优越的性能,晶粒取向趋向于定向凝固方向,力学性能呈现明显的各向异性。本文以相对于定向凝固方向呈不同切割方位的多晶Ni-Mn-Ga试样为研究对象,为了提高该材料在外场作用下的宏观应变,首先沿试样的两个互相垂直的方向交替施加压应力进行力学训练,这样可以增大晶粒尺寸,减少马氏体变体个数,减少孪晶界迁动的相互干扰,有利于马氏体变体孪晶界在外场作用下移动,从而获得较大的宏观应变。力学训练后,首先根据该材料的特性,制定试验方案。然后分别研究测试了试样在恒压应力作用下的磁致应变曲线、恒磁场作用下的应力-应变曲线和恒磁场作用下的温度-应变曲线,磁场分别平行于试样的长度方向和垂直于试样的长度方向作用。试验结果表明试验曲线呈现非线性、滞后性和各向异性力学行为。根据试验结果,进一步分析了应力、磁场、温度和切割角等耦合因素对材料力学行为的影响,总结得到一些有益的结论,为该材料在工程中的应用提供相应指导。
【关键词】：铁磁形状记忆合金 定向凝固 应力 磁场 温度 应变 切割角
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG139.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 形状记忆合金10-11
• 1.3 铁磁形状记忆合金11-15
• 1.3.1 Ni-Mn-Ga合金的晶体结构12-13
• 1.3.2 Ni-Mn-Ga合金的马氏体相变温度和Curie温度13
• 1.3.3 Ni-Mn-Ga合金的磁驱动应变13-14
• 1.3.4 Ni-Mn-Ga合金的应力诱发应变14-15
• 1.3.5 Ni-Mn-Ga合金的力学训练15
• 1.4 多晶Ni-Mn-Ga的实验研究15-17
• 1.4.1 磁致应变方面15-16
• 1.4.2 应力-应变方面16
• 1.4.3 温度-应变方面16-17
• 1.5 本文研究的主要内容17-18
• 第二章 定向凝固Ni-Mn-Ga试样的准备及力学训练18-23
• 2.1 材料的定向凝固制备18
• 2.2 材料的热处理18
• 2.3 试样材料的设计18
• 2.4 材料的参数测定18-19
• 2.5 材料的力学训练19-21
• 2.6 应变片的粘贴21-22
• 2.7 本章小结22-23
• 第三章 定向凝固Ni-Mn-Ga磁致应变试验结果与分析23-39
• 3.1 引言23
• 3.2 试验设备及实验方案23-24
• 3.3 试验结果与讨论24-38
• 3.3.1 自由状态下的磁场-应变曲线试验结果24-25
• 3.3.2 自由状态下的磁场-应变试验结果分析25-26
• 3.3.3 恒压应力下的磁致应变试验结果26-35
• 3.3.4 恒压应力下的磁场-应变曲线实验结果分析35-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 定向凝固Ni-Mn-Ga应力诱导应变试验结果与分析39-56
• 4.1 引言39
• 4.2 试验设备及实验方案39
• 4.3 试验结果与讨论39-50
• 4.3.1 恒磁场沿宽度方向时的应力-应变曲线39-43
• 4.3.2 恒磁场沿宽度方向时的试验结果分析43-45
• 4.3.3 恒磁场沿长度方向时的应力-应变曲线45-50
• 4.4 理论分析50-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 定向凝固Ni-Mn-Ga温度诱导应变试验结果与分析56-67
• 5.1 引言56
• 5.2 实验设备及试验方案56-57
• 5.3 试验结果与讨论57-64
• 5.3.1 磁场沿长度方向时温度-应变曲线57-60
• 5.3.2 磁场沿宽度方向的温度-应变曲线60-64
• 5.4 实验结果分析64-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 总结和展望67-69
• 6.1 总结67
• 6.2 工作展望67-69
• 参考文献69-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文75

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