鐵磁形狀記憶合金的同步輻射高能X射線原位衍射研究.pdf

1、鐵磁形狀記憶合金(Ferromagnetic Shape Memory Alloy)是上世紀90年代發(fā)展起來的一類新型功能材料。相對于傳統(tǒng)的形狀記憶合金，鐵磁形狀記憶合金兼具受溫度控制的熱彈性形狀記憶效應和受磁場控制的磁性形狀記憶效應，近些年來受到了國內(nèi)外學者的廣泛關注。在這類合金中，結構轉變對性能的影響十分重要。為了提升這類合金在磁場條件下的使用性能，有必要對其在磁場條件下的結構特征和轉變進行原位研究。
　　本文選擇兩類典型的鐵

2、磁形狀記憶合金——哈斯勒型的Ni-Mn-X(X=Sn、Sb)和半哈斯勒型的Co-Mn-Z(Z=Si、Ge)合金為模型合金，采用同步輻射高能X射線對其在無磁場和磁場條件下的晶體結構隨溫度的變化關系進行了原位衍射分析，探討了溫度、磁場條件和合金成分對馬氏體相變的影響規(guī)律和機制。獲得的主要結論如下:
　　1、哈斯勒合金Ni50Mn37Sn13、Ni50Mn37Sb13和Ni45Cu5Mn37Sn13在降溫過程中發(fā)生馬氏體相變，從L21型

3、立方結構的奧氏體變?yōu)?O型正交結構的馬氏體相。半哈斯勒合金CoMnSi、CoMnGe、CoMnSi0.33Ge0.67和CoMnSi0.67Ge0.33在降溫過程中發(fā)生馬氏體相變，從Ni2In型六角結構的奧氏體變?yōu)門iNiSi型正交結構的馬氏體相。合金成分變化不改變兩種類型合金的奧氏體和馬氏體結構，但對馬氏體相變溫度影響較大。
　　2、施加2T的磁場能夠穩(wěn)定哈斯勒合金的奧氏體相，阻礙哈斯勒合金中馬氏體相變的進行。施加2T和6T的磁

4、場能夠顯著穩(wěn)定半哈斯勒合金的馬氏體相，促進馬氏體相變的發(fā)生。分析表明，磁場對兩種類型合金中馬氏體相變的影響主要取決于相變前后合金磁矩的變化。
　　3、兩種類型的鐵磁形狀記憶合金的結構轉變都伴隨著磁性轉變，但施加磁場對兩種類型合金結構的影響不同。對于哈斯勒合金，施加2T的磁場不改變晶胞參數(shù)。對于半哈斯勒合金，施加2T和6T磁場對晶胞參數(shù)的影響與合金成分有關:磁場使CoMnSi和CoMnSi0.67Ge0.33合金的晶胞體積收縮，但對