摻雜Co和Cu對Ni--Mn--Ga合金馬氏體相變和磁性能的影響.pdf

1、Ni-Mn-Ga系鐵磁形狀記憶合金的相變與磁性能具有強烈的成分的依賴特性，可通過合金化的方法進行調(diào)控。本論文研究以Ni50Mn28Ga22合金為基礎(chǔ)，分別以Cu替代Mn，Co替代Ni及Cu和Co同時替代Mn和Ni的方式進行合金，制備了成分分別為Ni50Mn28-xCuxGa22(x=0，1，2，3，4，5，6，7)、Ni50-xCoxMn28Ga22(x=1，2，3，4，5，6，7)、和Ni50-xCoxMn28-xCuxGa22(x=

2、1，2，3，4，5，6，7)的三組合金鑄錠。利用差示掃描量熱儀(DSC)、磁學測量系統(tǒng)(MPMS)、振動樣品磁強計(VSM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)和萬能試驗機系統(tǒng)研究了加入Co和Cu元素對合金結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變、磁轉(zhuǎn)變、飽和磁化強度、晶體結(jié)構(gòu)、微觀組織形貌以及力學性能的影響。
　　基于DSC和MPMS測量，發(fā)現(xiàn)在Ni50Mn28Ga22合金中以Cu替代Mn可以提高合金的馬氏體相變溫度，并降低居里溫度;以Co替代Ni會降

3、低合金的馬氏體相變溫度并提高居里溫度;同時以Co替代Ni及Cu替代Mn，合金的馬氏體相變溫度隨添加元素的增加呈上升趨勢，而居里溫度則先緩慢上升，到Co和Cu含量為3％時開始快速下降。
　　XRD測量結(jié)果表明，Ni50Mn28Ga22合金室溫相為5M馬氏體;加入Cu元素，當Cu含量為1％和2％時，室溫相仍保持5M馬氏體，當Cu含量為3-7％時，室溫相為7M+NM馬氏體的混合物;Ni50Mn28Ga22合金中加入Co元素，合金的室溫相

4、均為奧氏體;同時加入Co和Cu元素，當Co和Cu含量為1％時，合金的室溫相為5M馬氏體，含量為2-7％時，室溫相為7M+NM馬氏體的混合物，與單獨加入Cu元素的合金相似。
　　SEM微觀組織觀察表明，5M馬氏體的微觀組織由粗大的馬氏體板條構(gòu)成，且粗大板條內(nèi)部包含更加細小的板條并存在一定的彎折;7M與NM馬氏體共存的組織中，NM馬氏體的板條寬度要大于7M馬氏體板條的寬度，且NM馬氏體由細小的馬氏體板條平行排列構(gòu)成。
　　根據(jù)V

5、SM測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三種替代方式的合金室溫下均為鐵磁態(tài)。以Cu摻雜的合金中，隨著Cu含量的增加，合金的飽和磁化強度先下降再上升，到3％時達到最大值后開始下降;向合金中加入Co元素，會使合金的飽和磁化強度上下波動，但總體呈上升趨勢;同時加入Cu和Co元素，合金的飽和磁化強度先上升，到1％之后呈下降趨勢。
　　力學性能測量結(jié)果表明，向合金中加入Cu元素，當Cu含量為1％時，合金的斷裂強度升高，當Cu含量到2％以后，合金的斷裂強度開始呈下