Ni（Fe）-Mn基形状记忆合金磁驱动相变及相关功能特性研究
发布时间：2023-04-01 18:41
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....
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 形状记忆合金
2.1.1 马氏体相变
2.1.2 形状记忆效应和超弹性
2.1.3 应变玻璃转变
2.1.4 磁驱动形状记忆合金
2.2 磁驱动形状记忆合金Fe-Mn-Ga体系
2.2.1 Fe-Mn-Ga合金的研究现状与功能行为
2.2.2 负膨胀效应
2.3 磁驱动形状记忆合金Ni-Co-Mn-In体系
2.3.1 Ni-Co-Mn-In合金的研究现状与功能行为
2.3.2 磁响应效应
2.4 研究目的、意义及研究内容
2.4.1 本文的研究目的及意义
2.4.2 本文的研究内容
3 实验方法
3.1 样品的制备
3.1.1 配料
3.1.2 熔炼与吸铸
3.1.3 均匀化热处理
3.2 样品的表征
3.2.1 显微组织观察与成分测试
3.2.2 相变行为表征
3.2.3 磁性能测量
3.2.4 原位同步辐射高能X射线衍射技术
3.2.5 原位中子衍射技术
3.2.6 膨胀性能与力学性能测试
4 Ni-Co-Mn-Sn合金的低温磁驱动相变研究
4.1 引言
4.2 Ni37Co11Mn42.5Sn9.5合金的异常低温磁化行为
4.3 原位中子衍射研究Ni37Co11Mn42.5Sn9.5的异常低温磁化行为
4.4 本章小结
5 Fe-Mn-Ga合金的磁驱动相变及负膨胀性能研究
5.1 Fe-Mn-Ga合金的磁驱动相变研究
5.1.1 引言
5.1.2 Fe43-xMn28Ga29+x合金的相变行为研究
5.1.3 Fe41Mn28Ga31合金中的应变玻璃转变
5.1.4 Fe(41Mn28Ga31合金中磁驱动应变玻璃向马氏体转变
5.1.5 Fe(41Mn28Ga31合金的磁热和形状记忆效应
5.2 Fe-Mn-Ga合金体系的负膨胀效应
5.2.1 引言
5.2.2 Fe-Mn-Ga合金体系的负膨胀效应
5.2.3 Fe-Mn-Ga合金体系负膨胀的原位同步辐射表征
5.2.4 Fe-Mn-Ga合金体系的物理与力学性能研究
5.3 本章小结
6 Ni-Co-Mn-In合金的磁驱动相变及磁响应性能研究
6.1 引言
6.2 Ni-Co-Mn-In合金磁结构相变的调控
6.3 原位高能同步辐射研究Ni49Co3Mn34In14温度诱发相变
6.4 原位中子衍射研究Ni49Co3Mn34In14磁场诱发相变
6.5 Ni49Co3Mn34In14合金的磁响应效应
6.5.1 磁热效应
6.5.2 磁致应变
6.5.3 磁阻效应
6.6 本章小结
7 结论及创新点
7.1 全文结论
7.2 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3777658
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 形状记忆合金
2.1.1 马氏体相变
2.1.2 形状记忆效应和超弹性
2.1.3 应变玻璃转变
2.1.4 磁驱动形状记忆合金
2.2 磁驱动形状记忆合金Fe-Mn-Ga体系
2.2.1 Fe-Mn-Ga合金的研究现状与功能行为
2.2.2 负膨胀效应
2.3 磁驱动形状记忆合金Ni-Co-Mn-In体系
2.3.1 Ni-Co-Mn-In合金的研究现状与功能行为
2.3.2 磁响应效应
2.4 研究目的、意义及研究内容
2.4.1 本文的研究目的及意义
2.4.2 本文的研究内容
3 实验方法
3.1 样品的制备
3.1.1 配料
3.1.2 熔炼与吸铸
3.1.3 均匀化热处理
3.2 样品的表征
3.2.1 显微组织观察与成分测试
3.2.2 相变行为表征
3.2.3 磁性能测量
3.2.4 原位同步辐射高能X射线衍射技术
3.2.5 原位中子衍射技术
3.2.6 膨胀性能与力学性能测试
4 Ni-Co-Mn-Sn合金的低温磁驱动相变研究
4.1 引言
4.2 Ni37Co11Mn42.5Sn9.5合金的异常低温磁化行为
4.3 原位中子衍射研究Ni37Co11Mn42.5Sn9.5的异常低温磁化行为
4.4 本章小结
5 Fe-Mn-Ga合金的磁驱动相变及负膨胀性能研究
5.1 Fe-Mn-Ga合金的磁驱动相变研究
5.1.1 引言
5.1.2 Fe43-xMn28Ga29+x合金的相变行为研究
5.1.3 Fe41Mn28Ga31合金中的应变玻璃转变
5.1.4 Fe(41Mn28Ga31合金中磁驱动应变玻璃向马氏体转变
5.1.5 Fe(41Mn28Ga31合金的磁热和形状记忆效应
5.2 Fe-Mn-Ga合金体系的负膨胀效应
5.2.1 引言
5.2.2 Fe-Mn-Ga合金体系的负膨胀效应
5.2.3 Fe-Mn-Ga合金体系负膨胀的原位同步辐射表征
5.2.4 Fe-Mn-Ga合金体系的物理与力学性能研究
5.3 本章小结
6 Ni-Co-Mn-In合金的磁驱动相变及磁响应性能研究
6.1 引言
6.2 Ni-Co-Mn-In合金磁结构相变的调控
6.3 原位高能同步辐射研究Ni49Co3Mn34In14温度诱发相变
6.4 原位中子衍射研究Ni49Co3Mn34In14磁场诱发相变
6.5 Ni49Co3Mn34In14合金的磁响应效应
6.5.1 磁热效应
6.5.2 磁致应变
6.5.3 磁阻效应
6.6 本章小结
7 结论及创新点
7.1 全文结论
7.2 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3777658
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3777658.html
