哈斯勒合金Ni-Mn-Ga的马氏体相变和磁增强双向形状记忆效应

柳祝红; 胡凤霞; 王文洪; 陈京兰; 吴光恒; 高书侠; 敖玲

doi:10.7498/aps.50.233

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摘要
通过研究铁磁性金属间化合物Ni2+xMn1-xGa(x=-0.1,0,0.08,0.13,0.18,0.2)和Ni2-xMn1+x/2Ga1+x/2(x=-0.1,0,0.04,0.06,0.1)两个系列多晶样品的交流磁化率随温度的变化行为,得到了化合物在不同组分下的马氏体相变温度TM和居里温度TC.发现随着Ni成分的增加,前者的马氏体相变温度Tm增加,而居里温度TC降低,后者的马氏体相变温度Tm和居里温度TC均是先增大后减小.报道了Tm在室温附近的单晶样品Ni52Mn24Ga24的磁场增强双向形状记忆效应.发现伴随着马氏体相变,样品在[001]方向可产生1.2%的收缩.如果在该方向施加1.2T的偏磁场可以使该应变值增大到4.0%.而垂直于[001]方向施加1.2T的偏磁场时,在[001]方向产生1.6%的膨胀.阐明了产生大应变的原因并非相界移动,而是单晶的杂散内应力小和外加磁场通过孪晶界移动使马氏体变体重组的共同结果.

关键词:
形状记忆效应 /

马氏体相变 /

Ni2MnGa
Abstract
The martensitic phase transformation temperature,Tm and the Curie temperature, TC, of polycrystalline samples Ni2+xMn1-x Ga(x=-0.1,0,0.08,0.13,0.18,0.2) and Ni2-xMn1+x/2Ga1+x/2(x=-0.1,0,0.04,0.06,0.1) have been investigated by measuring the temperature dependence of alternating-current susceptibility. It was found that, with the increase of Ni content,TC decreases and Tm increases for Ni2+xMn1-xGa, and both TC and Tm increase first and decrease afterwards for Ni2-xMn1+x/2Ga1+x/2. Stress-free and two-way thermoelastic shape memory, with 1.2% strain, has been found in single crystal Ni52Mn24Ga24. The deformation can be enhanced more than three times, up to 4.0% shrinkage with a bias field 1.2T applied along the measurement direction. The origin of large recoverable strain should be attributed to the low level of internal stress and the field-induced rearrangement of martensitic variants through twin boundary motion rather than the phase boundary motion.

Keywords:
shape memory effect /

martensitic transformation /

Ni2MnGa
作者及机构信息
柳祝红²,

胡凤霞²,

王文洪²,

陈京兰²,

吴光恒²,

高书侠¹,

敖玲³

(1)河北师范大学物理系,石家庄050091; (2)中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室,北京100080; (3)中央民族大学物理系,北京100081
Authors and contacts
LIU ZHU-HONG²,

HU FENG-XIA²,

WANG WEN-HONG²,

CHEN JING-LAN²,

WU GUANG-HENG²,

GAO SHU-XIA¹,

AO LING³

(1)河北师范大学物理系,石家庄050091; (2)中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室,北京100080; (3)中央民族大学物理系,北京100081
参考文献

施引文献

[1]	金淼, 白静, 徐佳鑫, 姜鑫珺, 章羽, 刘新, 赵骧, 左良. Fe掺杂对Ni-Mn-Ti全d族Heusler合金马氏体相变和磁性能影响的研究. 物理学报, 2023, 72(4): 046301. doi: 10.7498/aps.72.20222037
[2]	孙凯晨, 刘爽, 高瑞瑞, 时翔宇, 刘何燕, 罗鸿志. Zn掺杂对Heusler型磁性形状记忆合金Ni₂FeGa_1–_xZn_x(x = 0—1)电子结构、磁性与马氏体相变影响的第一性原理研究. 物理学报, 2021, 70(13): 137101. doi: 10.7498/aps.70.20202179
[3]	申建雷, 李萌萌, 赵瑞斌, 李国科, 马丽, 甄聪棉, 候登录. Ni-Mn杂化对Mn50Ni41-xSn9Cux合金中马氏体相变温度和马氏体相磁性的影响. 物理学报, 2016, 65(24): 247501. doi: 10.7498/aps.65.247501
[4]	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
[5]	宋瑞宁, 朱伟, 刘恩克, 李贵江, 陈京兰, 王文洪, 李祥, 吴光恒. 内应力对Mn2NiGa铁磁形状记忆合金的结构、相变和磁性能的影响. 物理学报, 2012, 61(2): 027501. doi: 10.7498/aps.61.027501
[6]	柳祝红, 马星桥. Ni54Fe19Ga27单晶的形状记忆和超弹性. 物理学报, 2012, 61(2): 028103. doi: 10.7498/aps.61.028103
[7]	罗礼进, 仲崇贵, 董正超, 方靖淮, 周朋霞, 江学范. Heusler合金Mn2NiGe马氏体相变的带Jahn-Teller效应研究. 物理学报, 2012, 61(20): 207503. doi: 10.7498/aps.61.207503
[8]	罗礼进, 仲崇贵, 全宏瑞, 谭志中, 蒋青, 江学范. Heusler合金Mn2NiGe磁性形状记忆效应的第一性原理预测. 物理学报, 2010, 59(11): 8037-8041. doi: 10.7498/aps.59.8037
[9]	代学芳, 孙晨光, 曲静萍, 李养贤, 朱伟, 陈京兰, 吴光恒. 铁磁形状记忆合金Co50Ni20Ga30-xSix的结构及物性研究. 物理学报, 2009, 58(12): 8602-8606. doi: 10.7498/aps.58.8602
[10]	张浩雷, 李哲, 乔燕飞, 曹世勋, 张金仓, 敬超. 哈斯勒合金Ni-Co-Mn-Sn的马氏体相变及其磁热效应研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7857-7863. doi: 10.7498/aps.58.7857
[11]	崔玉亭, 游素琴, 武亮, 马勇, 陈京兰, 潘复生, 吴光恒. Ni53.2Mn22.6Ga24.2单晶的两步热弹性马氏体相变及其应力应变特性. 物理学报, 2009, 58(12): 8596-8601. doi: 10.7498/aps.58.8596
[12]	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
[13]	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
[14]	敬超, 陈继萍, 李哲, 曹世勋, 张金仓. 哈斯勒合金Ni50Mn35In15的马氏体相变及其磁热效应. 物理学报, 2008, 57(7): 4450-4455. doi: 10.7498/aps.57.4450
[15]	朱志永, 王文全, 苗元华, 王岩松, 陈丽婕, 代学芳, 刘国栋, 陈京兰, 吴光恒. 掺杂对Ni51.5Mn25Ga23.5相变行为和磁性的影响. 物理学报, 2005, 54(10): 4894-4897. doi: 10.7498/aps.54.4894
[16]	崔玉亭, 朱亚波, 廖克俊, 王万录. Ni2MnGa单晶马氏体相变过程摩擦耗能的热动力学计算. 物理学报, 2004, 53(3): 861-866. doi: 10.7498/aps.53.861
[17]	李养贤, 孟凡斌, 刘何燕, 曲静萍, 王文洪, 崔玉亭, 柳祝红, 陈京兰, 吴光恒. 单晶Ni2MnGa中取向内应力对变体分布规律的研究. 物理学报, 2003, 52(3): 672-676. doi: 10.7498/aps.52.672
[18]	高淑侠, 王文洪, 柳祝红, 陈京兰, 吴光恒, 梁婷, 徐惠彬, 蔡伟, 郑玉峰, 赵连城. 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
[19]	王文洪, 柳祝红, 陈京兰, 吴光恒, 梁婷, 徐惠彬, 蔡伟, 郑玉峰, 赵连城. 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
[20]	敖玲, 王文洪, 陈京兰, 高淑侠, 吴光恒. 郝斯勒合金Ni-Mn-Ga中间马氏体相变研究. 物理学报, 2001, 50(4): 793-796. doi: 10.7498/aps.50.793

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哈斯勒合金Ni-Mn-Ga的马氏体相变和磁增强双向形状记忆效应

1. (1)河北师范大学物理系,石家庄050091; (2)中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室,北京100080; (3)中央民族大学物理系,北京100081

收稿日期: 2000-07-05

修回日期: 2000-08-17

刊出日期: 2001-01-05

摘要: 通过研究铁磁性金属间化合物Ni2+xMn1-xGa(x=-0.1,0,0.08,0.13,0.18,0.2)和Ni2-xMn1+x/2Ga1+x/2(x=-0.1,0,0.04,0.06,0.1)两个系列多晶样品的交流磁化率随温度的变化行为,得到了化合物在不同组分下的马氏体相变温度TM和居里温度TC.发现随着Ni成分的增加,前者的马氏体相变温度Tm增加,而居里温度TC降低,后者的马氏体相变温度Tm和居里温度TC均是先增大后减小.报道了Tm在室温附近的单晶样品Ni52Mn24Ga24的磁场增强双向形状记忆效应.发现伴随着马氏体相变,样品在[001]方向可产生1.2%的收缩.如果在该方向施加1.2T的偏磁场可以使该应变值增大到4.0%.而垂直于[001]方向施加1.2T的偏磁场时,在[001]方向产生1.6%的膨胀.阐明了产生大应变的原因并非相界移动,而是单晶的杂散内应力小和外加磁场通过孪晶界移动使马氏体变体重组的共同结果.

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