細晶Ni-Mn-Ga合金的馬氏體相變和磁熱性能.pdf

1、本文通過控制球磨參數(shù)來得到不同粒徑分布的Ni-Mn-Ga粉體材料，并隨后加以退火處理。采用X射線衍射儀（XRD）、差示掃描量熱法（DSC）、掃描電子顯微鏡（SEM）、超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）來表征其組織結(jié)構(gòu)、馬氏體相變、磁熱效應(yīng)，揭示不同粒徑大小的Ni-Mn-Ga合金的組織結(jié)構(gòu)和馬氏體相變特征以及磁熱性能。
　　實驗發(fā)現(xiàn)，在球磨過程中，Ni-Mn-Ga粉體的尺寸并非隨球磨時間的增加而一直下降。在球磨轉(zhuǎn)速統(tǒng)一為500轉(zhuǎn)/分、球料

2、比為5:1、球磨介質(zhì)均為丙酮時，熔鑄態(tài)Ni-Mn-Ga塊材晶粒大小尺寸約為3mm,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過60min球磨時，晶粒尺寸大小即進入100μm量級以內(nèi)，球磨時間延長，所得粉體尺寸逐漸減小。當(dāng)球磨時間達到24h，所得粉體尺寸在20μm左右，其后繼續(xù)延長球磨時間至72h，發(fā)現(xiàn)粉體尺寸約為200nm，再增加球磨時間則粉體的尺寸趨于穩(wěn)定而不發(fā)生顯著變化。
　　XRD和DSC表征發(fā)現(xiàn)，固溶態(tài)塊材在加熱和冷卻時發(fā)生單步馬氏體相變，其原因在于Ni2M

3、nGa室溫下為母相 L21結(jié)構(gòu)，Ni47.4Mn32.1Ga20.5室溫下為體心四方非調(diào)制馬氏體結(jié)構(gòu)。球磨后粉體在熱分析時未顯示明顯吸放熱峰是由于球磨附加了很大的內(nèi)應(yīng)力，其晶格會發(fā)生畸變，只是一些粒徑的球磨粉體表現(xiàn)出寬泛的、微弱的相變潛熱峰。在對由 Ni47.4Mn32.1Ga20.5塊材球磨所得的五組粒徑不同的粉體進行500℃/5h去應(yīng)力退火后，發(fā)現(xiàn)隨著粒徑的減小，馬氏體相變溫度呈下降趨勢，這是因為隨晶粒尺寸的減小，晶界的體積分?jǐn)?shù)增大

4、，阻礙馬氏體在母相晶內(nèi)的形核長大，從而使Ms點向低溫移動。退火前后的粉末XRD分析表明內(nèi)應(yīng)力的存在與否及其大小能夠影響細晶 Ni-Mn-Ga的相變路徑，且退火后的Ni47.4Mn32.1Ga20.5粉體呈現(xiàn)出7M正交馬氏體結(jié)構(gòu)，表明在室溫下，四方非調(diào)制馬氏體比7M馬氏體更為穩(wěn)定。
　　磁性能測試表明，細晶 Ni47.4Mn32.1Ga20.5粉末的居里溫度不隨其粒徑而改變、對合金組分不敏感，且其居里點高于馬氏體相變點，馬氏體為鐵磁