Ni-Mn基鐵磁形狀記憶合金的相變行為研究.pdf

1、鐵磁形狀記憶合金是一種集“傳感”與“驅(qū)動”于一體的新型功能材料。最早發(fā)現(xiàn)的鐵磁形狀記憶合金是Ni-Mn-Ga合金，但該材料具有脆性大、驅(qū)動磁場門檻值高、Ga價格昂貴、磁感生應(yīng)變穩(wěn)定性和重復(fù)性低等不足，在實際應(yīng)用中受到了限制。而Ni-Mn-X(Sn，Sb)合金由于具有巨磁阻、磁熱效應(yīng)、形狀記憶效應(yīng)和價格便宜等優(yōu)點成為了人們研究的熱點。制備該合金主要采用電弧熔煉、感應(yīng)熔煉和甩帶工藝，但是目前還很少有人系統(tǒng)地研究這三種凝固工藝對相變行為的影響

2、。
　　本文首先采用電弧熔煉、感應(yīng)熔煉、甩帶工藝制備了Ni50Mn50-xSnx(x=10，13)和Ni50Mn50-xSbx(x=10，13)合金，然后采用不同的退火工藝對樣品進行了真空退火處理，通過差示掃描量熱法(DSC)分析了相變溫度、相變滯后等相變行為，采用高低溫X射線衍射分析確定樣品的相組成和晶體結(jié)構(gòu)。獲得的主要結(jié)論如下：
　　1.XRD分析表明，采用不同工藝制備的Ni-Mn-Sn和Ni-Mn-Sb合金在高溫下為L

3、21奧氏體相，低溫下為4O馬氏體相。
　　2.不同凝固工藝表明，電弧熔煉的合金比感應(yīng)熔煉的合金需更長的退火時間，甩帶樣品不退火即可發(fā)生馬氏體相變。甩帶工藝可以降低馬氏體相變的起始溫度（Ni50Mn40Sn10例外）和滯后溫度(Ni50Mn37Sb13例外）。隨冷速加快，晶胞體積有減小的趨勢，對于Ni50Mn40Sb10合金，感應(yīng)熔煉的晶胞體積最大，電弧熔煉的次之（相對減小了約0.6％），甩帶的最?。ㄏ鄬p小了約2％）。
　　

4、3.不同合金成分表明，Ni-Mn-Sn和Ni-Mn-Sb合金的馬氏休相變溫度隨電子濃度的增加而升高。由于Sn的原子半徑大于Mn的原子半徑，隨著Sn含量的增加，合金的晶格常數(shù)有所增大，經(jīng)電弧熔煉的Ni-Mn-Sn合金的增大量5％左右，甩帶退火的Ni-Mn-Sn合金的晶胞體積增大了約0.7％。
　　4.不同退火工藝表明，適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚砜梢詼p小合金的相變滯后。其中，甩帶制備的Ni50Mn37Sn13合金經(jīng)0.5h退火后相變滯后僅為10K