Heusler合金材料的相变及磁性调控

发布时间：2017-07-20 07:17

  本文关键词：Heusler合金材料的相变及磁性调控

  更多相关文章： 磁性 形状记忆 马氏体转变 交换偏置 磁热效应

【摘要】：Ni-Mn基铁磁形状记忆合金中的马氏体相变以及结构、磁性、电性之间的相互耦合,使其表现出复杂的物理行为。逆磁热效应、磁电阻效应、变磁性形状记忆效应、交换偏置效应(Exchange Bias,EB)、压卡效应等诸多现象的发现,无不体现了Ni-Mn基铁磁形状记忆合金的丰富的物理内涵和潜在的应用前景,如磁致冷、磁传感、磁驱动等。本论文重点研究了Ni-Mn基Heusler合金中的相变和磁性调控,并研究了其磁热效应和交换偏置效应,主要内容包括三部分:(1)Pd(Pt)掺杂Ni-Mn-Sn合金的中间马氏体转变和交换偏置增强效应我们研究了Ni_(50-x)Mn_(36)Sn_(14)Tx(T=Pd,Pt;x=0,1,2,3)合金的相变和交换偏置效应。在Ni_(50)Mn_(36)Sn_(14)合金没有观察到中间马氏体转变,通过掺杂Pd(Pt)元素到Ni_(50-x) Mn_(36)Sn_(14)T_x(T=Pd,Pt)产生合适的负化学压力可以诱导产生中间马氏体转变。随着施加磁场的增加,中间马氏体相变逐渐减弱甚至抑制;随着进一步增加Pd(Pt)元素的比例(x=3,Pd;x=2,Pt),中间马氏体转变消失。另外一个显著的结果是随着Pd(Pt)的添加,交换偏置效应增强。这个现象可能主要由于Pd(Pt)原子比Ni具有更强的自旋轨道耦合。(2)高Mn含量Mn_(50)Ni_(50-x) Sn_x合金的相变、磁热效应研究在Ni-Mn基Heusler合金中,其磁性主要来源于Mn,因此提高Mn含量有助于增强其磁性。我们通过电弧熔炼的方法制备了系列Mn_(50)Ni_(50-x) Sn_x(x=5-25)合金,并对其相变、磁热效应进行研究。结果表明,随着Sn含量的增加,马氏体转变温度逐渐降低。当x￡15时,材料在低温下表现出典型的自旋玻璃行为。而当x15时,自旋玻璃行为消失,低温下材料表现铁磁性行为。当x=9.5时,材料表现出弱磁马氏体相到铁磁奥氏体相的结构相变,伴随着较大的磁化强度的突变,从而表现出较大的磁热效应。(3)铸态Hf_(0.83-x)Zr_x Ta_(0.17)Fe_2合金大的低场磁相变通过电弧熔炼的方法制备Hf_(0.83-x)Zr_x Ta_(0.17)Fe_2(x=0,0.1,0.2,0.3)系列合金。铸态样品具有单相的六方Mg Zn_2型结构。当x0.3时,随着温度的升高,表现从铁磁相到反铁磁相的一级转变。随着Zr成分的增加(x0.3),铁磁相到反铁磁相的一级转变温度往低温偏移,同时磁化强度有所增强。在转变温度附近发现磁场诱导反铁磁相到铁磁相的相变,引起大的磁热效应。这种可调控的转变温度和大的磁热效应使得铸态Hf_(0.83-x)Zr_x Ta_(0.17)Fe_2合金成为磁制冷的潜在材料。
【关键词】：磁性 形状记忆 马氏体转变 交换偏置 磁热效应
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG139.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-16
• 1 绪论16-23
• 1.1 磁性形状记忆合金简介16
• 1.2 磁性形状记忆合金研究历史及现状16-17
• 1.3 Ni-Mn基Heusler合金：一般特征17-19
• 1.4 功能特性19-22
• 1.5 研究意义及主要内容22-23
• 2 样品制备及性能表征23-25
• 2.1 样品制备23-24
• 2.2 性能表征24-25
• 3 Pd（Pt）掺杂Ni-Mn-Sn合金的中间马氏体转变和交换偏置效应增强25-39
• 3.1 引言25-26
• 3.2 实验26
• 3.3 结果与讨论26-37
• 3.4 结论37-39
• 4 高Mn含量Mn_(50)Ni_(50-x)Sn_x合金的相变、磁热效应及交换偏置效应研究39-48
• 4.1 引言39-41
• 4.2 实验41
• 4.3 结果与讨论41-47
• 4.4 结论47-48
• 5 铸态Hf_(0.83-x)Zr_xTa_(0.17)Fe_2合金大的低场磁熵变48-58
• 5.1 引言48
• 5.2 实验48-50
• 5.3 结果与讨论50-57
• 5.4 结论57-58
• 6 结论58-60
• 参考文献60-71
• 作者简历71-73
• 学位论文数据集73

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本文编号：566844