Cu掺杂NiMnIn合金结构相变与磁性能

发布时间：2017-08-16 07:18

  本文关键词：Cu掺杂NiMnIn合金结构相变与磁性能

  更多相关文章： 磁控形状记忆合金 Ni-Mn-In 合金及条带 马氏体相变 相变激活能 磁熵

【摘要】：Ni-Mn-In合金作为新型磁控形状记忆材料,主要有两方面的研究：第一是磁致应变,这是合金能够形变的根本,而研究其马氏体结构及相变则是基础；第二是磁卡效应,磁卡效应主要应用于磁制冷领域,由于该合金拥有较好的磁卡效应,所以该合金还可用作磁制冷工质。由于Ni-Mn-In合金对成分的变化非常敏感,参考国内外众多学者的研究,本文中决定通过掺杂改变成分来对其两个合金体系进行重点的研究。主要采用光学显微镜、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)、万能力学试验机等表征仪器研究了Ni50-xMn40In10Cux (x=0,1,2,4,5,6,8)合金块体及其条带经过Cu掺杂后,其内部组织、相结构的变化、马氏体以及奥氏体相变温度的变化、磁性变化以及压缩性能。此外还重点研究了Ni50Mn35-xIni5Cux (x=0,1,2,3,4,5)合金经过掺杂Cu后的相变激活能以及磁热效应。研究表明：Ni50-xMn4oInioCux (x=0,1,2,4,5,6,8)合金块体及条带在室下均是马氏体和奥氏体的混合物,主要结构是7M调制结构的马氏体。随着Cu的增加,Ni50-XMn4oIn10Cux (x=0,1,2,4,5,6,8)合金块体及条带均发生了明显的马氏体相变,相变温度随着Cu的掺杂逐渐降低,合金马氏体相变温度最后已经低于室温。马氏体相变温度总是比奥氏体相变温度要低,这是典型的热滞现象。而不同甩带速率对合金的影响主要分三个阶段,低速区,中速区,高速区,这三个阶段相变温度变化明显。通过研究Ni50Mn35-xIn15Cux (x=0,1,2,3,4,5)合金条带的相变激活能发现,该合金条带是一级相变材料,通过非等温动力学计算得出,马氏体相变过程分为两个阶段,相变初期形核阶段以及随后马氏体一级相变。通过研究Ni50Mn35-xIn15Cux (x=0,1,2,3)合金块体的磁熵发现,随着Cu的掺杂,合金的磁熵发生了明显的变化,在合金中,当Cu含量为1at%时,合金的磁熵达到最大。而通过其Arrott曲线发现,合金在马氏体相变温度附近发生了变磁性相变,证实了该合金为典型的一级相变。
【关键词】：磁控形状记忆合金 Ni-Mn-In 合金及条带 马氏体相变 相变激活能 磁熵
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 Ni-Mn-Ga铁磁形状记忆合金的基本物性11-15
• 1.2.1 Ni-Mn-Ga合金的晶体结构11-12
• 1.2.2 Ni-Mn-Ga合金的马氏体结构与相变12-14
• 1.2.3 Ni-Mn-Ga合金的磁性能14-15
• 1.3 Ni-Mn-In磁控形状记忆合金的基本物性15-21
• 1.3.1 Ni-Mn-In合金的晶体结构15-16
• 1.3.2 Ni-Mn-In合金的马氏体相变16-17
• 1.3.3 Ni-Mn-X合金的磁制冷及磁卡效应17-20
• 1.3.4 Ni-Mn-X合金的力学性能20-21
• 1.4 选题目的及研究内容21-22
• 2 实验方法22-28
• 2.1 样品的制备22-23
• 2.1.1 真空熔炼22-23
• 2.1.2 真空甩带23
• 2.2 样品表征23-28
• 2.2.1 表面形貌的表征23-24
• 2.2.2 相结构的表征24-25
• 2.2.3 相变温度的表征25-26
• 2.2.4 磁性能的表征26-27
• 2.2.5 力学性能的表征27-28
• 3 Ni_(50-x)Mn_(40)In_(10)Cu_x合金块体的结构相变与力学性能28-38
• 3.1 Ni-Mn-In-Cu合金块体的微观组织及相结构28-31
• 3.1.1 Cu掺杂对Ni-Mn-In合金块体相结构的影响28-29
• 3.1.2 Cu掺杂对Ni-Mn-In合金块体微观组织的影响29-31
• 3.2 Ni-Mn-In-Cu合金块体的马氏体相变31-33
• 3.3 Ni-Mn-In-Cu合金块体的力学性能33-36
• 3.3.1 Cu掺杂对Ni-Mn-In合金块体表面硬度的影响33-34
• 3.3.2 Cu掺杂对Ni-Mn-In合金块体压缩性能的影响34-36
• 3.4 本章结论36-38
• 4 Ni_(50-x)Mn_(40)In_(10)Cu_x条带的结构与磁性能38-48
• 4.1 Ni-Mn-In-Cu条带的微观组织结构38-40
• 4.1.1 Cu掺杂对Ni-Mn-In条带相结构的影响38-39
• 4.1.2 Cu掺杂Ni-Mn-In条带微观组织39-40
• 4.2 Ni-Mn-In-Cu条带的马氏体相变40-42
• 4.3 Ni-Mn-In-Cu条带的磁性能42-43
• 4.4 不同甩带速率对Ni-Mn-In条带相结构及相变温度的影响43-46
• 4.4.1 甩带速率对Ni-Mn-In条带相结构的影响43-44
• 4.4.2 甩带速率对Ni-Mn-In条带相变温度的影响44-46
• 4.5 本章小结46-48
• 5 Cu掺杂对Ni-Mn-In合金相变激活能及磁热效应的影响48-59
• 5.1 Ni_(50)Mn_(35-x)In_(15)Cu_x(x=0,1,2,3,4,5)条带的相变激活能48-52
• 5.2 Ni_(50)Mn_(35-x)In_(15)Cu_x(x-0,1,2,3)合金块体的磁熵52-58
• 5.2.1 Ni_(50)Mn_(35-x)In_(15)Cu_x(x=0,1,2,3)合金块体的等温磁化曲线53-55
• 5.2.2 Ni_(50)Mn_(35-x)In_(15)Cu_x(x=0,1,2,3)合金块体的Arrott曲线55-57
• 5.2.3 Ni_(50)Mn_(35-x)In_(15)Cu_x(x=0,1,2,3)合金块体的等温磁熵变57-58
• 5.3 本章小结58-59
• 结论59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-68
• 附录68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 胡西多,林德明,林光明;测量非晶合金激活能的新方法[J];物理测试;2001年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 廖志钦;Ni-Mn-In哈斯勒合金的相变及其磁性能研究[D];南京理工大学;2013年

，

本文编号：682006