Ni-Mn-Ga磁性形狀記憶合金薄膜的質(zhì)子輻照效應(yīng)
發(fā)布時(shí)間：2021-10-12 17:40
Ni-Mn-Ga磁性形狀記憶合金可在外磁場作用下產(chǎn)生宏觀可逆應(yīng)變,并具有高的響應(yīng)頻率,作為新型智能驅(qū)動材料在航天器中具有廣闊的應(yīng)用前景。質(zhì)子等帶電粒子輻照是航天器材料與器件在軌服役期間性能衰減乃至失效的重要誘因。然而,目前并未對Ni-Mn-Ga合金空間帶電粒子輻照效應(yīng)進(jìn)行過深入系統(tǒng)的研究。針對此問題,本文采用X射線衍射分析、透射電子顯微觀察、差示掃描量熱分析、磁學(xué)特性測試、納米壓痕實(shí)驗(yàn)等系統(tǒng)研究了質(zhì)子輻照對Ni-Mn-Ga薄膜微觀組織結(jié)構(gòu)、馬氏體相變、磁學(xué)特性、力學(xué)性能和形狀記憶效應(yīng)的影響規(guī)律,揭示了Ni-Mn-Ga合金質(zhì)子輻照效應(yīng)的微觀機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn),Ni-Mn-Ga薄膜經(jīng)低能（120keV）和高能（13MeV）質(zhì)子輻照后其微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化。母相Ni-Mn-Ga薄膜經(jīng)120keV質(zhì)子輻照,當(dāng)注量低于1×1015p/cm2時(shí),相結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變;增加注量至1×1016p/cm2時(shí),薄膜局部區(qū)域發(fā)生輻照誘發(fā)馬氏體相變,形成調(diào)制結(jié)構(gòu)正交7M馬氏體,變體間呈（202）（40）型...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：131 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
Heusler型L21結(jié)構(gòu)
圖 1-2 Ni-Mn-Ga 合金中 5M、7M 和 NM 馬氏體的原子排列圖[22, 23]Fig.1-2 Atomic structures of 5M, 7M and NM martensite in Ni-Mn-Ga alloy[22, 23]此外，Ni-Mn-Ga 合金具有高的熱穩(wěn)定性。Ma 等人[29]在研究 Ni54Mn25Ga21合金時(shí)發(fā)現(xiàn)其馬氏體相變溫度高于 523K，當(dāng)熱循環(huán) 1000 次后，相變溫度無明顯變化，如圖 1-3a)所示。此外，Yao 等人[30]研究發(fā)現(xiàn)，馬氏體相變溫度約為500K 的雙相 Ni55.2Mn24.7Ga19.9Gd0.2薄膜，經(jīng) 100 次熱循環(huán)后其相變溫度變化不超過 2K，如圖 1-3b)所示。對于該薄膜，在 300MPa 應(yīng)力下循環(huán) 20 次后，其形狀記憶效應(yīng)依然保持不變。
圖 1-2 Ni-Mn-Ga 合金中 5M、7M 和 NM 馬氏體的原子排列圖[22, 23]Fig.1-2 Atomic structures of 5M, 7M and NM martensite in Ni-Mn-Ga alloy[22, 23]此外，Ni-Mn-Ga 合金具有高的熱穩(wěn)定性。Ma 等人[29]在研究 Ni54Mn25Ga21合金時(shí)發(fā)現(xiàn)其馬氏體相變溫度高于 523K，當(dāng)熱循環(huán) 1000 次后，相變溫度無明顯變化，如圖 1-3a)所示。此外，Yao 等人[30]研究發(fā)現(xiàn)，馬氏體相變溫度約為500K 的雙相 Ni55.2Mn24.7Ga19.9Gd0.2薄膜，經(jīng) 100 次熱循環(huán)后其相變溫度變化不超過 2K，如圖 1-3b)所示。對于該薄膜，在 300MPa 應(yīng)力下循環(huán) 20 次后，其形狀記憶效應(yīng)依然保持不變。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Ni-Mn-Ga-Cu鐵磁形狀記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)、相穩(wěn)定性和磁性能的第一性原理研究[J]. 白靜,李澤,萬震,趙驤. 金屬學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]原子空位對定向凝固Fe-Ga合金磁致伸縮性能的影響[J]. 李紀(jì)恒,高學(xué)緒,朱潔,包小倩,張茂才. 稀有金屬. 2017(02)
[3]慢正電子束流技術(shù)在金屬/合金微觀缺陷研究中的應(yīng)用[J]. 胡遠(yuǎn)超,曹興忠,李玉曉,張鵬,靳碩學(xué),盧二陽,于潤升,魏龍,王寶義. 物理學(xué)報(bào). 2015(24)
[4]質(zhì)子輻照鋁膜反射鏡的慢正電子湮沒研究[J]. 魏強(qiáng),劉海,何世禹,郝小鵬,魏龍. 物理學(xué)報(bào). 2006(10)
[5]60keV質(zhì)子輻照對TiNi記憶合金薄膜馬氏體相變的影響[J]. 王治國,祖小濤,雷雨,莫華強(qiáng),傅永慶. 強(qiáng)激光與粒子束. 2004(11)
[6]正電子湮沒技術(shù)[J]. 劉東紅,劉裕勤. 現(xiàn)代物理知識. 2000(03)
[7]注氫Fe-1wt%Ni合金中的輻照誘導(dǎo)偏析[J]. 萬發(fā)榮,褚武揚(yáng),肖紀(jì)美,高橋平七郎. 物理學(xué)報(bào). 1999(08)
博士論文
[1]ZrCu基高溫記憶合金的馬氏體相變與組織結(jié)構(gòu)[D]. 高衛(wèi)紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]Ni-Mn-Ga記憶合金纖維組織結(jié)構(gòu)及熱驅(qū)動/磁熱特性[D]. 錢明芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]自離子輻照鐵素體/馬氏體鋼引起的位移損傷研究[D]. 朱卉平.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
[4]國產(chǎn)反應(yīng)堆壓力容器鋼輻照損傷的正電子湮沒研究[D]. 姜靜.武漢大學(xué) 2014
[5]核石墨熱解炭涂層的輻照損傷及熔鹽浸滲特性的研究[D]. 馮尚蕾.中國科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所） 2014
[6]鐵磁形狀記憶合金Ni-Mn-Ga薄膜的制備和性能研究[D]. 謝忍.南京大學(xué) 2013
[7]輻照RPV鋼的微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律與脆化預(yù)測模型研究[D]. 萬強(qiáng)茂.武漢大學(xué) 2013
[8]幾種磁性材料的輻照效應(yīng)及結(jié)構(gòu)演變研究[D]. 楊麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]磁控濺射Ni-Mn-Ga合金薄膜的相變行為與性能[D]. 劉超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[10]Ni-Mn-Ga-RE磁性記憶合金的微觀結(jié)構(gòu)與馬氏體相變和力學(xué)性能[D]. 高麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]過渡金屬氧化物磁半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)與磁性研究：Co3O4和Co摻雜ZnO[D]. 陳琳.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]載能離子輻照鋼鐵材料硬化效應(yīng)研究[D]. 張恒慶.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2014
本文編號：3433022
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：131 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
Heusler型L21結(jié)構(gòu)
圖 1-2 Ni-Mn-Ga 合金中 5M、7M 和 NM 馬氏體的原子排列圖[22, 23]Fig.1-2 Atomic structures of 5M, 7M and NM martensite in Ni-Mn-Ga alloy[22, 23]此外，Ni-Mn-Ga 合金具有高的熱穩(wěn)定性。Ma 等人[29]在研究 Ni54Mn25Ga21合金時(shí)發(fā)現(xiàn)其馬氏體相變溫度高于 523K，當(dāng)熱循環(huán) 1000 次后，相變溫度無明顯變化，如圖 1-3a)所示。此外，Yao 等人[30]研究發(fā)現(xiàn)，馬氏體相變溫度約為500K 的雙相 Ni55.2Mn24.7Ga19.9Gd0.2薄膜，經(jīng) 100 次熱循環(huán)后其相變溫度變化不超過 2K，如圖 1-3b)所示。對于該薄膜，在 300MPa 應(yīng)力下循環(huán) 20 次后，其形狀記憶效應(yīng)依然保持不變。
圖 1-2 Ni-Mn-Ga 合金中 5M、7M 和 NM 馬氏體的原子排列圖[22, 23]Fig.1-2 Atomic structures of 5M, 7M and NM martensite in Ni-Mn-Ga alloy[22, 23]此外，Ni-Mn-Ga 合金具有高的熱穩(wěn)定性。Ma 等人[29]在研究 Ni54Mn25Ga21合金時(shí)發(fā)現(xiàn)其馬氏體相變溫度高于 523K，當(dāng)熱循環(huán) 1000 次后，相變溫度無明顯變化，如圖 1-3a)所示。此外，Yao 等人[30]研究發(fā)現(xiàn)，馬氏體相變溫度約為500K 的雙相 Ni55.2Mn24.7Ga19.9Gd0.2薄膜，經(jīng) 100 次熱循環(huán)后其相變溫度變化不超過 2K，如圖 1-3b)所示。對于該薄膜，在 300MPa 應(yīng)力下循環(huán) 20 次后，其形狀記憶效應(yīng)依然保持不變。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Ni-Mn-Ga-Cu鐵磁形狀記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)、相穩(wěn)定性和磁性能的第一性原理研究[J]. 白靜,李澤,萬震,趙驤. 金屬學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]原子空位對定向凝固Fe-Ga合金磁致伸縮性能的影響[J]. 李紀(jì)恒,高學(xué)緒,朱潔,包小倩,張茂才. 稀有金屬. 2017(02)
[3]慢正電子束流技術(shù)在金屬/合金微觀缺陷研究中的應(yīng)用[J]. 胡遠(yuǎn)超,曹興忠,李玉曉,張鵬,靳碩學(xué),盧二陽,于潤升,魏龍,王寶義. 物理學(xué)報(bào). 2015(24)
[4]質(zhì)子輻照鋁膜反射鏡的慢正電子湮沒研究[J]. 魏強(qiáng),劉海,何世禹,郝小鵬,魏龍. 物理學(xué)報(bào). 2006(10)
[5]60keV質(zhì)子輻照對TiNi記憶合金薄膜馬氏體相變的影響[J]. 王治國,祖小濤,雷雨,莫華強(qiáng),傅永慶. 強(qiáng)激光與粒子束. 2004(11)
[6]正電子湮沒技術(shù)[J]. 劉東紅,劉裕勤. 現(xiàn)代物理知識. 2000(03)
[7]注氫Fe-1wt%Ni合金中的輻照誘導(dǎo)偏析[J]. 萬發(fā)榮,褚武揚(yáng),肖紀(jì)美,高橋平七郎. 物理學(xué)報(bào). 1999(08)
博士論文
[1]ZrCu基高溫記憶合金的馬氏體相變與組織結(jié)構(gòu)[D]. 高衛(wèi)紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]Ni-Mn-Ga記憶合金纖維組織結(jié)構(gòu)及熱驅(qū)動/磁熱特性[D]. 錢明芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]自離子輻照鐵素體/馬氏體鋼引起的位移損傷研究[D]. 朱卉平.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
[4]國產(chǎn)反應(yīng)堆壓力容器鋼輻照損傷的正電子湮沒研究[D]. 姜靜.武漢大學(xué) 2014
[5]核石墨熱解炭涂層的輻照損傷及熔鹽浸滲特性的研究[D]. 馮尚蕾.中國科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所） 2014
[6]鐵磁形狀記憶合金Ni-Mn-Ga薄膜的制備和性能研究[D]. 謝忍.南京大學(xué) 2013
[7]輻照RPV鋼的微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律與脆化預(yù)測模型研究[D]. 萬強(qiáng)茂.武漢大學(xué) 2013
[8]幾種磁性材料的輻照效應(yīng)及結(jié)構(gòu)演變研究[D]. 楊麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]磁控濺射Ni-Mn-Ga合金薄膜的相變行為與性能[D]. 劉超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[10]Ni-Mn-Ga-RE磁性記憶合金的微觀結(jié)構(gòu)與馬氏體相變和力學(xué)性能[D]. 高麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]過渡金屬氧化物磁半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)與磁性研究：Co3O4和Co摻雜ZnO[D]. 陳琳.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]載能離子輻照鋼鐵材料硬化效應(yīng)研究[D]. 張恒慶.中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2014
本文編號：3433022
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