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锰基高温反铁磁形状记忆合金中马氏体逆相变的表面浮突研究

元峰 刘川 耿正 崔严光 王林 万见峰 张骥华 戎咏华

锰基高温反铁磁形状记忆合金中马氏体逆相变的表面浮突研究

元峰, 刘川, 耿正, 崔严光, 王林, 万见峰, 张骥华, 戎咏华
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  • 本文利用原子力显微镜原位研究Mn79.5Fe15.6Cu4.9反铁磁高温形状记忆合金在升降温过程中与马氏体相变相关的表面起伏特征, 同时采用X射线衍射、动态热机械分析等实验检测手段辅助分析其微观组织结构演化, 从纳米尺度分析面心立方–面心四方结构相变及表面浮突产生的物理机理. 实验结果表明: 在升降温过程中观察到帐篷型表面浮突, 由面心立方–面心四方马氏体逆相变产生的, 即母相浮突, 这与通常观测到的马氏体浮突不同; 实验证实面心立方–面心四方马氏体逆相变具有切变特征, 马氏体孪晶的逆向切变是产生帐篷型表面浮突的主要机理; 测得逆孪晶切变的浮突角小于1°, 远小于传统形状记忆合金的表面浮突角值, 这是由于面心立方母相与面心四方马氏体相结构差异较小造成的; 表面浮突随温度变化具有极好的可逆性, 这是马氏体相变晶体学可逆性决定的, 表明该合金具有优良的表面形貌记忆效应.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51171112), 国家重点基础研究发展计划(973项目)(批准号: 2012CB619400)和教育部国家级大学生创新创业训练计划项目(批准号: 201310248037)资助的课题.
    [1]

    Gong C W, Wang Y N, Yang D Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 2877 (in Chinese) [宫长伟, 王佚农, 杨大智 2006 物理学报 55 2877]

    [2]

    Manosa L, Gonzalez-Alonso D, Planes A, Bonnot E, Barrio M, Tamarit JL, Aksoy S, Acet M 2010 Nat. Mater. 9 478

    [3]

    Peng W Y, Tan J, Zhang A S, Yan M M 2010 Acta Phys. Sin. 59 8244 (in Chinese) [彭文屹, 覃金, 章爱生, 严明明 2010 物理学报 59 8244]

    [4]

    Zhang Y Z, Cao J M, Tan C L, Cao Y J, Cai W 2014 Chin. Phys. B 23 037504

    [5]

    Wang D H, Han Z D, Xuan H C, Ma S C, Chen S Y, Zhang C L, Du YW 2013 Chin. Phys. B 22 077506

    [6]

    Zhou Y, Wang H B, Wang G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 107501 (in Chinese) [周英, 王海波, 王古平 2011 物理学报 60 107501]

    [7]

    Efstathiou C, Sehitoglu H, Carroll J, Lambros J, Maier HJ 2008 Acta Mater. 56 3791

    [8]

    Omori T, Sutou Y, Oikawa K, Kainuma R, Ishida K 2005 Scripta Mater. 52 565

    [9]

    Zhang J H 2005 Curr Opin Solid State & Mater Sci. 9 326

    [10]

    Zhang J H, Peng W Y, Hsu TY 2008 Appl. Phys. Lett. 93 122510

    [11]

    Peng W Y 2007 Ph. D Dissertation (Shanghai: Shanghai Jiao Tong University) (in Chinese) [彭文屹 2007 博士学位论文(上海: 上海交通大学)]

    [12]

    Tsunoda Y, Wakabayashi N 1981 J. Phys. Soc. Jpn. 50 3341

    [13]

    Oguchi T, Freeman AJ 1984 J. Magn. Magn. Mater. 1-2 L1

    [14]

    Xu Zuyao 1999 Martensitic Transformation and Martensite (2rd Ed.) (Beijing: Science Press) p9 (in Chinese) [徐祖耀 1999 马氏体相变与马氏体(第2版) (北京:科学出版社)第9页]

    [15]

    Fang H S 1999 Bainitic Transformaiton (Beijing: Science Press) p254 (in Chinese) [方鸿生 1999 贝氏体相变(北京: 科学出版社) 第254页]

    [16]

    Zhang J H, Rong Y H, Hsu TY 2010 varPhil Magazine. 90 159

    [17]

    Ito K, Tsukishima M, Kobayashi M 1983 JIM 24 487

    [18]

    Wang L T, Ge T S 1988 Acta Metall Sin. A 24 147 (in Chinese) [王力田, 葛庭燧 1988 金属学报 24 147]

    [19]

    Waitz T, Karnthaler H P 1997 Acta Mater. 45 837

    [20]

    Bergeon N, Kajiwara S, Kikuchi T 2000 Acta Mater. 48 4053

    [21]

    Reinhold M, Waston C, Knowlton WB, M€ullner P 2010 J Appl Phys. 107 113501

    [22]

    Liu D Z, Dunne D 2003 Scr Mater. 48 1611

    [23]

    Yang Z G, Fang H S, Wang J J, Li C M, Zheng Y K 1995 Phys Rev. B 52 7879

    [24]

    Tian Q C, Yin F X, Sakaguchi T, Nagai K 2006 Acta Mater. 54 1805

    [25]

    Shimizu K, Okumura K, Kubo H 1982 Trans. JIM 23 53

    [26]

    Wang Y, Zhang J H 2007 Acta Mater. 55 5169

    [27]

    Artemev A, Wang Y, Khachaturyan AQ 2000 Acta Mater. 48 2503

    [28]

    Liu D Z, Kajiwara S, Kikuchi T, Shinya N 2003 Philos Mag. 83 2875

  • [1]

    Gong C W, Wang Y N, Yang D Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 2877 (in Chinese) [宫长伟, 王佚农, 杨大智 2006 物理学报 55 2877]

    [2]

    Manosa L, Gonzalez-Alonso D, Planes A, Bonnot E, Barrio M, Tamarit JL, Aksoy S, Acet M 2010 Nat. Mater. 9 478

    [3]

    Peng W Y, Tan J, Zhang A S, Yan M M 2010 Acta Phys. Sin. 59 8244 (in Chinese) [彭文屹, 覃金, 章爱生, 严明明 2010 物理学报 59 8244]

    [4]

    Zhang Y Z, Cao J M, Tan C L, Cao Y J, Cai W 2014 Chin. Phys. B 23 037504

    [5]

    Wang D H, Han Z D, Xuan H C, Ma S C, Chen S Y, Zhang C L, Du YW 2013 Chin. Phys. B 22 077506

    [6]

    Zhou Y, Wang H B, Wang G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 107501 (in Chinese) [周英, 王海波, 王古平 2011 物理学报 60 107501]

    [7]

    Efstathiou C, Sehitoglu H, Carroll J, Lambros J, Maier HJ 2008 Acta Mater. 56 3791

    [8]

    Omori T, Sutou Y, Oikawa K, Kainuma R, Ishida K 2005 Scripta Mater. 52 565

    [9]

    Zhang J H 2005 Curr Opin Solid State & Mater Sci. 9 326

    [10]

    Zhang J H, Peng W Y, Hsu TY 2008 Appl. Phys. Lett. 93 122510

    [11]

    Peng W Y 2007 Ph. D Dissertation (Shanghai: Shanghai Jiao Tong University) (in Chinese) [彭文屹 2007 博士学位论文(上海: 上海交通大学)]

    [12]

    Tsunoda Y, Wakabayashi N 1981 J. Phys. Soc. Jpn. 50 3341

    [13]

    Oguchi T, Freeman AJ 1984 J. Magn. Magn. Mater. 1-2 L1

    [14]

    Xu Zuyao 1999 Martensitic Transformation and Martensite (2rd Ed.) (Beijing: Science Press) p9 (in Chinese) [徐祖耀 1999 马氏体相变与马氏体(第2版) (北京:科学出版社)第9页]

    [15]

    Fang H S 1999 Bainitic Transformaiton (Beijing: Science Press) p254 (in Chinese) [方鸿生 1999 贝氏体相变(北京: 科学出版社) 第254页]

    [16]

    Zhang J H, Rong Y H, Hsu TY 2010 varPhil Magazine. 90 159

    [17]

    Ito K, Tsukishima M, Kobayashi M 1983 JIM 24 487

    [18]

    Wang L T, Ge T S 1988 Acta Metall Sin. A 24 147 (in Chinese) [王力田, 葛庭燧 1988 金属学报 24 147]

    [19]

    Waitz T, Karnthaler H P 1997 Acta Mater. 45 837

    [20]

    Bergeon N, Kajiwara S, Kikuchi T 2000 Acta Mater. 48 4053

    [21]

    Reinhold M, Waston C, Knowlton WB, M€ullner P 2010 J Appl Phys. 107 113501

    [22]

    Liu D Z, Dunne D 2003 Scr Mater. 48 1611

    [23]

    Yang Z G, Fang H S, Wang J J, Li C M, Zheng Y K 1995 Phys Rev. B 52 7879

    [24]

    Tian Q C, Yin F X, Sakaguchi T, Nagai K 2006 Acta Mater. 54 1805

    [25]

    Shimizu K, Okumura K, Kubo H 1982 Trans. JIM 23 53

    [26]

    Wang Y, Zhang J H 2007 Acta Mater. 55 5169

    [27]

    Artemev A, Wang Y, Khachaturyan AQ 2000 Acta Mater. 48 2503

    [28]

    Liu D Z, Kajiwara S, Kikuchi T, Shinya N 2003 Philos Mag. 83 2875

  • [1] 张玉响, 彭倚天, 郎浩杰. 基于原子力显微镜的石墨烯表面图案化摩擦调控. 物理学报, 2020, 69(10): 106801. doi: 10.7498/aps.69.20200124
    [2] 葛四平, 朱 星, 杨威生. 用扫描隧道显微镜操纵Cu亚表面自间隙原子. 物理学报, 2005, 54(2): 824-831. doi: 10.7498/aps.54.824
    [3] 薛慧, 马宗敏, 石云波, 唐军, 薛晨阳, 刘俊, 李艳君. 铁磁共振磁交换力显微镜. 物理学报, 2013, 62(18): 180704. doi: 10.7498/aps.62.180704
    [4] 王清周, 陆东梅, 崔春翔, 韩福生. 利用内耗研究淬火空位对Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)形状记忆合金逆马氏体相变温度的影响. 物理学报, 2008, 57(11): 7083-7087. doi: 10.7498/aps.57.7083
    [5] 宋 珍, 欧谷平, 桂文明, 张福甲. 原子力显微镜与x射线光电子能谱对LiBq4/ITO和LiBq4/CuPc/ITO的表面分析. 物理学报, 2005, 54(12): 5717-5722. doi: 10.7498/aps.54.5717
    [6] 王 浩, 赵学应, 杨威生. 天冬氨酸在Cu(001)表面吸附的扫描隧道显微镜研究. 物理学报, 2000, 49(7): 1316-1320. doi: 10.7498/aps.49.1316
    [7] 晏浩, 赵学应, 赵汝光, 杨威生. 甘氨酸在Cu(111)表面吸附的扫描隧道显微镜研究. 物理学报, 2001, 50(10): 1964-1969. doi: 10.7498/aps.50.1964
    [8] 黄仁忠, 刘柳, 杨文静. 扫描隧道显微镜针尖调制的薄膜表面的原子扩散. 物理学报, 2011, 60(11): 116803. doi: 10.7498/aps.60.116803
    [9] 齐浩, 张静, 孙润广. 脂质体结构特性的原子力显微镜研究. 物理学报, 2002, 51(6): 1203-1207. doi: 10.7498/aps.51.1203
    [10] 敬 超, 李 哲, 陈继萍, 鲁玉明, 曹世勋, 张金仓. 哈斯勒合金Ni-Mn-Sn的马氏体相变与反磁热性质. 物理学报, 2008, 57(6): 3780-3785. doi: 10.7498/aps.57.3780
    [11] 庞宗强, 张悦, 戎舟, 江兵, 刘瑞兰, 唐超. 利用扫描隧道显微镜研究水分子在Cu(110)表面的吸附与分解. 物理学报, 2016, 65(22): 226801. doi: 10.7498/aps.65.226801
    [12] 张元磊, 李哲, 徐坤, 敬超. 哈斯勒合金Ni-Fe-Mn-In的马氏体相变与磁特性研究. 物理学报, 2015, 64(6): 066402. doi: 10.7498/aps.64.066402
    [13] 张向军, 孟永钢, 温诗铸. 原子力显微镜探针耦合变形下的微观扫描力研究. 物理学报, 2004, 53(3): 728-733. doi: 10.7498/aps.53.728
    [14] 梁婷, 徐惠彬, 蔡伟, 郑玉峰, 赵连城, 高淑侠, 王文洪, 柳祝红, 陈京兰, 吴光恒. 铁磁形状记忆合金Ni52.2Mn23.8Ga24的马氏体相变及其物理表征. 物理学报, 2002, 51(2): 332-336. doi: 10.7498/aps.51.332
    [15] 梁婷, 徐惠彬, 蔡伟, 郑玉峰, 赵连城, 王文洪, 柳祝红, 陈京兰, 吴光恒. 铁磁形状记忆合金Ni52.5Mn23.5Ga24马氏体相变热滞后的研究. 物理学报, 2002, 51(3): 635-639. doi: 10.7498/aps.51.635
    [16] 马应良, 葛庭燧. 铁锰合金在正、反马氏体型相变温度范围内出现的位错内耗峰. 物理学报, 1964, 20(9): 909-918. doi: 10.7498/aps.20.909
    [17] 刘何燕, 闫丽琴, 曲静萍, 李养贤, 代学芳, 陈京兰, 吴光恒. CoNiZ系列合金的结构和马氏体相变性质. 物理学报, 2006, 55(5): 2534-2538. doi: 10.7498/aps.55.2534
    [18] 胡海龙, 张 琨, 王振兴, 王晓平. 自组装硫醇分子膜电输运特性的导电原子力显微镜研究. 物理学报, 2006, 55(3): 1430-1434. doi: 10.7498/aps.55.1430
    [19] 樊康旗, 贾建援, 朱应敏, 刘小院. 原子力显微镜在轻敲模式下的动力学模型. 物理学报, 2007, 56(11): 6345-6351. doi: 10.7498/aps.56.6345
    [20] 张岩, 刘宇, 李彦, 赵华波, 李震, 李睿, 张朝晖. 碳纳米管网络导电特征的导电型原子力显微镜研究. 物理学报, 2009, 58(12): 8473-8477. doi: 10.7498/aps.58.8473
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-04
  • 修回日期:  2014-08-26
  • 刊出日期:  2015-01-05

锰基高温反铁磁形状记忆合金中马氏体逆相变的表面浮突研究

  • 1. 上海交通大学材料科学与工程学院, 上海 200240
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51171112), 国家重点基础研究发展计划(973项目)(批准号: 2012CB619400)和教育部国家级大学生创新创业训练计划项目(批准号: 201310248037)资助的课题.

摘要: 本文利用原子力显微镜原位研究Mn79.5Fe15.6Cu4.9反铁磁高温形状记忆合金在升降温过程中与马氏体相变相关的表面起伏特征, 同时采用X射线衍射、动态热机械分析等实验检测手段辅助分析其微观组织结构演化, 从纳米尺度分析面心立方–面心四方结构相变及表面浮突产生的物理机理. 实验结果表明: 在升降温过程中观察到帐篷型表面浮突, 由面心立方–面心四方马氏体逆相变产生的, 即母相浮突, 这与通常观测到的马氏体浮突不同; 实验证实面心立方–面心四方马氏体逆相变具有切变特征, 马氏体孪晶的逆向切变是产生帐篷型表面浮突的主要机理; 测得逆孪晶切变的浮突角小于1°, 远小于传统形状记忆合金的表面浮突角值, 这是由于面心立方母相与面心四方马氏体相结构差异较小造成的; 表面浮突随温度变化具有极好的可逆性, 这是马氏体相变晶体学可逆性决定的, 表明该合金具有优良的表面形貌记忆效应.

English Abstract

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