钴/镍基哈斯勒合金的弹热效应研究

发布时间：2024-03-23 17:56

　　固态制冷是利用固态相变材料的磁热、弹热、电热、压热等热效应来达到制冷目的的新型制冷技术,其绿色环保、高效节能等优点使得它有望取代传统的气体压缩制冷。在所有代替气体压缩的制冷技术中,弹热制冷技术更吸引人的眼球,因为它的驱动场更低,制冷温度窗口更宽及设备成本更低。形状记忆合金的弹热效应是基于单轴应力诱发马氏体相变过程中的潜热的吸收和释放。本文在总结前人对哈斯勒合金及其在制冷领域研究成果的基础上,设计出了 CoNiGa新的弹热制冷合金体系,并优化了已有的NiCoMnIn体系。首先采用电弧熔炼、感应熔炼、光学浮区法等方法制备了 Co-Ni-Ga-X(X = Fe,Mn)合金和Ni45Co5Mn37-xCrxIn13(x = 0,1,2,3,5)系列合金,然后运用X射线衍射仪、扫描电镜、超导量子干涉仪磁强计、差示扫描量热仪、万能力学实验机、热电偶、红外热像仪等测试方法研究了合金的弹热性能。Co50Ni20Ga30多晶在加载时容易发生沿晶断裂,其弹热效应不显著。在Co50Ni20Ga30单晶中发现了巨弹热效应:室温下加载一个不到150 MPa的应力能诱发样品发生完全的马氏体相变,快速卸载时能测到6...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2人人热诱发马氏体相变和逆相变的示意图nn

．氏体相变的可逆性不仅体现在结构上，其晶体学位向也能记忆效应的微观示意图。ａ状态表示合金的原始状态，为母低于祕时，合金开始发生马氏体相变，原奥氏体态的晶格的马氏体孪晶［１５］，宏观上体现为浮凸；此时，合金中并没有产，

图１．３形状记忆效应的微观示意图??

?Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ??Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ??图１．２热诱发马氏体相变和逆相变的示意图［１７］??热弹性马氏体相变的可逆性不仅体现在结构上，其晶体学位向也能完全恢复。如图??１．３所示为形状记忆效应的微观示意图。ａ状态表示合金的原始状态，为母相奥氏体；当??对合金降温到低于祕时....

图１．５元素周期表中不同元素的组合可形成大量的哈斯勒合金［４１］??全哈斯勒合计具有Ｌ２：结构，所有原子沿着体对角线方向占据不等同的晶格位置，??

按照化合物的比例，可以将哈斯勒合金分为全哈斯勒合金（化学通式为Ｘ２ＹＺ）和??半哈斯勒合金（ｘｙｚ），其中ｘ和ｙ往往代表不同的过渡金属，ｚ则代表第ｍ、ｉｖ、ｖ??主族的元素，如图１．５所示。从图中可以看出，Ｘ位的元素集中在第ＶＩ族，也有少量分??布在第＼１族附近。值得注意的是，Ｙ....

图１．７Ｎｉ－Ｍｎ基哈斯勒合金的原子占位与晶体结构：（ａ）?Ａ２结构；（ｂ）?Ｂ２结构和（ｃ）?Ｌ２，结构［４１１??

第一章绪论??型Ｂ２结构，如图１．７?（ｂ）所示；（３）当Ｘ原子占据（０，０，?０）和（１／２，１／２，１／２）位，??Ｙ原子占据和Ｚ原子分别占据（１／４，?１／４，?１／４）和（３／４，?３／４，?３／４）位时，则构成了?Ｃｕ２ＭｎＡｌ??型Ｌ２，结构，如图１．７?（ｃ）所示，....

本文编号：3936276