哈斯勒合金Ni-Mn-Sn的马氏体相变与反磁热性质

敬  超; 李  哲; 陈继萍; 鲁玉明; 曹世勋; 张金仓

doi:10.7498/aps.57.3780

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哈斯勒合金Ni-Mn-Sn的马氏体相变与反磁热性质

敬超 , 李哲 , 陈继萍 , 鲁玉明 , 曹世勋 , 张金仓

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哈斯勒合金Ni-Mn-Sn的马氏体相变与反磁热性质

敬超, 李哲, 陈继萍, 鲁玉明, 曹世勋, 张金仓

物理学报, 2008, 57(6): 3780-3785.

doi: 10.7498/aps.57.3780

Investigation of martensitic transition and inverse magnetocaloric property in Ni-Mn-Sn Heusler alloys

Jing Chao, Li Zhe, Chen Ji-Ping, Lu Yu-Ming, Cao Shi-Xun, Zhang Jin-Cang

Acta Phys. Sin., 2008, 57(6): 3780-3785.

doi: 10.7498/aps.57.3780

摘要
通过结构以及磁性测量，研究了哈斯勒合金Ni50Mn25+xSn25-x (x=11,12)的马氏体相变和磁热性质.结果表明，与样品在奥氏体相的磁性不同，由于在马氏体相中反铁磁交换作用的增强，导致铁磁和反铁磁在马氏体状态下共存.此外，通过Maxwell方程，研究了两样品在不同磁场变化下马氏体相变温度附近的反磁热性质，并阐明了该系列合金产生大的正磁熵变(ΔSM)不仅与其在降温过程中发生马氏体相变所导致的磁跃变(ΔM)有关，而且与发生马氏体相变所经历的温度区间有密切的联系.

关键词:
哈斯勒合金 /

Ni-Mn-Sn /

马氏体相变 /

正磁熵变
Abstract
The martensitic transition and magnetocaloric property in Ni50Mn25+xSn25-x (x=11, 12) Heusler alloys were investigated by means of structure and magnetism measurements. The results show that the antiferromagnetic interaction strengthens in the martensitic state, leading to the coexistence of ferromagnetic and antiferromagnetic interaction in this state, which is different from the magnetic property of austenitic state in these alloys. Furthermore, based on Maxwell equation, the inverse magnetocaloric property near martensitic transition temperature of this system was studied. It was found that large positive magnetic entropy change (ΔSM) depends on both magnetic jumping (ΔM) and temperature region during martensitic transition.

Keywords:
Heusler alloy /

Ni-Mn-Sn /

martensitic transition /

positive magnetic entropy changes
作者及机构信息
敬超,

李哲,

陈继萍,

鲁玉明,

曹世勋,

张金仓

1.
上海大学物理系，上海 200444

基金项目: 上海市自然科学基金(批准号：06ZR14033)资助的课题.
Authors and contacts
Jing Chao,

Li Zhe,

Chen Ji-Ping,

Lu Yu-Ming,

Cao Shi-Xun,

Zhang Jin-Cang

1.
上海大学物理系，上海 200444
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]	Algethami Obaidallah A, 李歌天, 柳祝红, 马星桥. Heusler合金Mn_50–xCr_xNi₄₂Sn₈的相变、磁性与交换偏置效应. 物理学报, 2020, 69(5): 058102. doi: 10.7498/aps.69.20191551
[4]	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
[5]	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
[6]	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
[7]	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
[8]	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
[9]	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
[10]	彭文屹, 覃金, 章爱生, 严明明. 多晶Mn1-xCux(0.1≤x≤0.3)合金的磁诱发应变. 物理学报, 2010, 59(11): 8244-8248. doi: 10.7498/aps.59.8244
[11]	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
[12]	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
[13]	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
[14]	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
[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]	代学芳, 刘何燕, 闫丽琴, 曲静萍, 李养贤, 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
[17]	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
[18]	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
[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]	柳祝红, 胡凤霞, 王文洪, 陈京兰, 吴光恒, 高书侠, 敖玲. 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. 物理学报, 2001, 50(2): 233-238. doi: 10.7498/aps.50.233

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物理学报. 2008, 57(6): 3780-3785.

doi: 10.7498/aps.57.3780.

哈斯勒合金Ni-Mn-Sn的马氏体相变与反磁热性质

1. 上海大学物理系，上海 200444

基金项目: 上海市自然科学基金(批准号：06ZR14033)资助的课题.

收稿日期: 2007-09-30
修回日期: 2007-11-20
刊出日期: 2008-03-05

摘要: 通过结构以及磁性测量，研究了哈斯勒合金Ni50Mn25+xSn25-x (x=11,12)的马氏体相变和磁热性质.结果表明，与样品在奥氏体相的磁性不同，由于在马氏体相中反铁磁交换作用的增强，导致铁磁和反铁磁在马氏体状态下共存.此外，通过Maxwell方程，研究了两样品在不同磁场变化下马氏体相变温度附近的反磁热性质，并阐明了该系列合金产生大的正磁熵变(ΔSM)不仅与其在降温过程中发生马氏体相变所导致的磁跃变(ΔM)有关，而且与发生马氏体相变所经历的温度区间有密切的联系.

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