磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶合金作為一類新型形狀記憶材料,不但具有傳統(tǒng)形狀記憶合金受溫度場和應(yīng)力場控制的形狀記憶效應(yīng),而且具有受磁場控制的磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶效應(yīng)。因此,磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶合金兼具大輸出應(yīng)變、高響應(yīng)頻率和精準(zhǔn)控制性等特性,有望作為新一代智能材料在航空航天、生物工程、能源和自動(dòng)化等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。本論文工作以一系列Ni(Fe)-Mn基磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶合金作為研究對象,通過調(diào)控合金磁結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,同時(shí)利用原位高能同步輻射和中子衍射等技術(shù)手段研究該系列合金的磁驅(qū)動(dòng)相變行為,并進(jìn)一步探討了它們的相關(guān)豐富物理特性。利用先進(jìn)原位中子衍射技術(shù)研究了Ni-Mn基磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶合金的異常低溫(4 K,遠(yuǎn)低于馬氏體相變溫度)磁化行為。研究表明,磁場誘發(fā)相變導(dǎo)致Ni37Co11Mn42.5Sn9.5合金在低溫呈現(xiàn)出異常磁化行為。進(jìn)一步分析表明該磁驅(qū)動(dòng)相變由非連續(xù)轉(zhuǎn)變組成,從而解釋了磁化曲線的跳躍現(xiàn)象。該項(xiàng)工作對深入理解磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶合金的磁-結(jié)構(gòu)耦合而設(shè)計(jì)磁驅(qū)動(dòng)相變材料新型功能特性以及對研究其他相變材料體系中的異常低溫磁化行為具有指導(dǎo)意義。系統(tǒng)研究了Fe43-xMn28Ga29+x(x=0,0.5,1.0,1.5,1....

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 形狀記憶合金
        2.1.1 馬氏體相變
        2.1.2 形狀記憶效應(yīng)和超彈性
        2.1.3 應(yīng)變玻璃轉(zhuǎn)變
        2.1.4 磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶合金
    2.2 磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶合金Fe-Mn-Ga體系
        2.2.1 Fe-Mn-Ga合金的研究現(xiàn)狀與功能行為
        2.2.2 負(fù)膨脹效應(yīng)
    2.3 磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶合金Ni-Co-Mn-In體系
        2.3.1 Ni-Co-Mn-In合金的研究現(xiàn)狀與功能行為
        2.3.2 磁響應(yīng)效應(yīng)
    2.4 研究目的、意義及研究內(nèi)容
        2.4.1 本文的研究目的及意義
        2.4.2 本文的研究內(nèi)容
3 實(shí)驗(yàn)方法
    3.1 樣品的制備
        3.1.1 配料
        3.1.2 熔煉與吸鑄
        3.1.3 均勻化熱處理
    3.2 樣品的表征
        3.2.1 顯微組織觀察與成分測試
        3.2.2 相變行為表征
        3.2.3 磁性能測量
        3.2.4 原位同步輻射高能X射線衍射技術(shù)
        3.2.5 原位中子衍射技術(shù)
        3.2.6 膨脹性能與力學(xué)性能測試
4 Ni-Co-Mn-Sn合金的低溫磁驅(qū)動(dòng)相變研究
    4.1 引言
    4.2 Ni₃₇Co₁₁Mn_42.5Sn_9.5合金的異常低溫磁化行為
    4.3 原位中子衍射研究Ni₃₇Co₁₁Mn_42.5Sn_9.5的異常低溫磁化行為
    4.4 本章小結(jié)
5 Fe-Mn-Ga合金的磁驅(qū)動(dòng)相變及負(fù)膨脹性能研究
    5.1 Fe-Mn-Ga合金的磁驅(qū)動(dòng)相變研究
        5.1.1 引言
        5.1.2 Fe_43-xMn₂₈Ga_29+x合金的相變行為研究
        5.1.3 Fe₄₁Mn₂₈Ga₃₁合金中的應(yīng)變玻璃轉(zhuǎn)變
        5.1.4 Fe₍41_Mn₂₈Ga₃₁合金中磁驅(qū)動(dòng)應(yīng)變玻璃向馬氏體轉(zhuǎn)變
        5.1.5 Fe₍41_Mn₂₈Ga₃₁合金的磁熱和形狀記憶效應(yīng)
    5.2 Fe-Mn-Ga合金體系的負(fù)膨脹效應(yīng)
        5.2.1 引言
        5.2.2 Fe-Mn-Ga合金體系的負(fù)膨脹效應(yīng)
        5.2.3 Fe-Mn-Ga合金體系負(fù)膨脹的原位同步輻射表征
        5.2.4 Fe-Mn-Ga合金體系的物理與力學(xué)性能研究
    5.3 本章小結(jié)
6 Ni-Co-Mn-In合金的磁驅(qū)動(dòng)相變及磁響應(yīng)性能研究
    6.1 引言
    6.2 Ni-Co-Mn-In合金磁結(jié)構(gòu)相變的調(diào)控
    6.3 原位高能同步輻射研究Ni₄₉Co₃Mn₃₄In₁₄溫度誘發(fā)相變
    6.4 原位中子衍射研究Ni₄₉Co₃Mn₃₄In₁₄磁場誘發(fā)相變
    6.5 Ni₄₉Co₃Mn₃₄In₁₄合金的磁響應(yīng)效應(yīng)
        6.5.1 磁熱效應(yīng)
        6.5.2 磁致應(yīng)變
        6.5.3 磁阻效應(yīng)
    6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)
    7.1 全文結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3777658