Ni2MnGa单晶马氏体相变过程摩擦耗能的热动力学计算

崔玉亭; 朱亚波; 廖克俊; 王万录

doi:10.7498/aps.53.861

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Ni2MnGa单晶马氏体相变过程摩擦耗能的热动力学计算

崔玉亭 , 朱亚波 , 廖克俊 , 王万录

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凝聚物质：结构、热学和力学性质

Ni2MnGa单晶马氏体相变过程摩擦耗能的热动力学计算

崔玉亭, 朱亚波, 廖克俊, 王万录

物理学报, 2004, 53(3): 861-866.

doi: 10.7498/aps.53.861

Thermodynamic calculation of energy consumed for boundary friction during martensitic transformation in single crystal Ni2MnGa

Cui Yu-Ting, Zhu Ya-Bo, Liao Ke-Jun, Wang Wan-Lu

Acta Phys. Sin., 2004, 53(3): 861-866.

doi: 10.7498/aps.53.861

摘要
根据相界面摩擦原理，在推导出计算Ni2MnGa系统热动力学参量的一般表示式的基础上，结合马氏体相变温度分别在室温以下、室温附近、室温以上三种非正配分比Ni2MnGa单晶自发相变应变和交流磁化率随温度变化的测量结果，计算了三种样品马氏体相变过程中界面摩擦所消耗的能量.结果进一步表明正是相变过程中的界面摩擦导致了相变的热滞后，而三种样品马氏体相变过程的摩擦耗能和相变热滞后存在较大差别的原因在于三种样品马氏体相变生成物具有不同的结构.

关键词:
马氏体相变 /

应变 /

界面摩擦
Abstract
Based on the boundary friction phenomenological theory,a general equation for calculating the thermodynamic parameters of Ni2MnGa system was deduced.According to the measured results of the ac magnetic susceptibility or strain during the martensitic transformation for three non-stoichiometric Ni2MnGa single crystal samples with martensitic transition occurring at temperatures below,near,and above room temperature,respectively,the energies consumed for boundary friction in the three samples during their martensitic transformations were calculated using the general equation.It was also indicated that the thermal hysteresis of martensitic transformation originates from the friction of phase boundary motion;moreover,the large differences of the energy consumed for boundary friction and the thermal hysteresis result from the different structures of martensites produced for the three samples during the martensitic transformation.

Keywords:
martensitic transformation /

strain /

boundary friction
作者及机构信息
崔玉亭²,

朱亚波¹,

廖克俊¹,

王万录¹

(1)重庆大学应用物理系，重庆 400044; (2)重庆大学应用物理系，重庆 400044;中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室，北京 100080

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50131010)资助的课题.
Authors and contacts
Cui Yu-Ting²,

Zhu Ya-Bo¹,

Liao Ke-Jun¹,

Wang Wan-Lu¹

(1)重庆大学应用物理系，重庆 400044; (2)重庆大学应用物理系，重庆 400044;中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室，北京 100080
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]	白刚, 韩宇航, 高存法. (111)取向无铅K_0.5Na_0.5NbO₃外延薄膜的相变和电卡效应: 外应力与错配应变效应. 物理学报, 2022, 71(9): 097701. doi: 10.7498/aps.71.20220234
[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]	马蕾, 王旭, 尚家香. Pd掺杂对NiTi合金马氏体相变和热滞影响的第一性原理研究. 物理学报, 2014, 63(23): 233103. doi: 10.7498/aps.63.233103
[6]	张玉洁, 刘恩克, 张红国, 李贵江, 陈京兰, 王文洪, 吴光恒. 替代掺杂的MnNiGe1-xGax合金中马氏体相变和磁-结构耦合特性. 物理学报, 2013, 62(19): 197501. doi: 10.7498/aps.62.197501
[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]	王亚珍, 黄平, 龚中良. 热激发效应对界面摩擦的影响. 物理学报, 2012, 61(6): 063203. doi: 10.7498/aps.61.063203
[9]	吴筱毅, 熊小敏, 张进修. 扭转应变谱及其在相变研究中的应用. 物理学报, 2012, 61(1): 014601. doi: 10.7498/aps.61.014601
[10]	龚中良, 黄平. 基于非连续能量耗散的滑动摩擦系数计算模型. 物理学报, 2011, 60(2): 024601. doi: 10.7498/aps.60.024601
[11]	王亚珍, 黄平, 龚中良. 温度对微界面摩擦影响的研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5635-5640. doi: 10.7498/aps.59.5635
[12]	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
[13]	丁凌云, 龚中良, 黄平. 声子摩擦能量耗散机理研究. 物理学报, 2009, 58(12): 8522-8528. doi: 10.7498/aps.58.8522
[14]	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
[15]	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
[16]	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
[17]	丁凌云, 龚中良, 黄平. 基于耦合振子模型的摩擦力计算研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6500-6506. doi: 10.7498/aps.57.6500
[18]	崔玉亭, 陈京兰, 刘国栋, 吴光恒, 廖克俊, 王万录. Ni50.5Mn24.5G25单晶的预马氏体相变特性. 物理学报, 2005, 54(1): 263-268. doi: 10.7498/aps.54.263
[19]	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
[20]	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

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物理学报. 2004, 53(3): 861-866.

doi: 10.7498/aps.53.861.

凝聚物质：结构、热学和力学性质

Ni2MnGa单晶马氏体相变过程摩擦耗能的热动力学计算

1. (1)重庆大学应用物理系，重庆 400044; (2)重庆大学应用物理系，重庆 400044;中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室，北京 100080

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50131010)资助的课题.

收稿日期: 2003-05-03
修回日期: 2003-06-28
刊出日期: 2004-03-15

摘要: 根据相界面摩擦原理，在推导出计算Ni2MnGa系统热动力学参量的一般表示式的基础上，结合马氏体相变温度分别在室温以下、室温附近、室温以上三种非正配分比Ni2MnGa单晶自发相变应变和交流磁化率随温度变化的测量结果，计算了三种样品马氏体相变过程中界面摩擦所消耗的能量.结果进一步表明正是相变过程中的界面摩擦导致了相变的热滞后，而三种样品马氏体相变过程的摩擦耗能和相变热滞后存在较大差别的原因在于三种样品马氏体相变生成物具有不同的结构.

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Thermodynamic calculation of energy consumed for boundary friction during martensitic transformation in single crystal Ni2MnGa

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作者及机构信息

(1)重庆大学应用物理系，重庆 400044; (2)重庆大学应用物理系，重庆 400044;中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室，北京 100080

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(1)重庆大学应用物理系，重庆 400044; (2)重庆大学应用物理系，重庆 400044;中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室，北京 100080

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Ni2MnGa单晶马氏体相变过程摩擦耗能的热动力学计算

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Thermodynamic calculation of energy consumed for boundary friction during martensitic transformation in single crystal Ni2MnGa

1.
(1)重庆大学应用物理系，重庆 400044; (2)重庆大学应用物理系，重庆 400044;中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室，北京 100080

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Ni2MnGa单晶马氏体相变过程摩擦耗能的热动力学计算

English Abstract

Thermodynamic calculation of energy consumed for boundary friction during martensitic transformation in single crystal Ni2MnGa

1. (1)重庆大学应用物理系，重庆 400044; (2)重庆大学应用物理系，重庆 400044;中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室，北京 100080

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