發(fā)布時(shí)間：2018-07-21 22:09

【摘要】：采用第一原理計(jì)算方法系統(tǒng)地研究了Cu含量對Ni-Mn-Ga-Cu鐵磁形狀記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)、相穩(wěn)定性和磁性能的影響。形成能的計(jì)算結(jié)果表明,在Ni2MnGa合金中,添加的第四組元Cu將優(yōu)先占據(jù)Mn的亞晶格格點(diǎn),從而為實(shí)驗(yàn)中的成分設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。隨著Cu含量的增加,鐵磁性奧氏體的相穩(wěn)定性逐漸減弱,而順磁性奧氏體的相穩(wěn)定性則逐漸增強(qiáng),導(dǎo)致順磁性奧氏體和鐵磁性奧氏體的基態(tài)總能量之間的差值減小,這是此類合金Curie溫度TC隨Cu含量的增加而降低的本質(zhì)原因。而實(shí)驗(yàn)上觀察到的馬氏體相變溫度Tm隨合金元素Cu含量的增加而升高的現(xiàn)象本質(zhì)上是由于奧氏體與馬氏體兩相之間的能量差增大,從而提高了馬氏體相變的驅(qū)動力所致。此外,Ni-Mn-Ga-Cu合金的磁性能隨Cu含量的增加而減弱,并從電子態(tài)密度的角度闡釋了磁性能降低的原因。
[Abstract]:The effect of Cu content on the crystal structure, phase stability and magnetic properties of Ni-Mn-Ga-Cu ferromagnetic shape memory alloy was systematically studied by the first principle calculation method. The calculation results of formation energy show that the addition of the fourth component Cu will preferentially occupy the subcrystalline lattice of mn in Ni _ 2MnGa alloy, which provides a theoretical basis for the composition design in the experiment. With the increase of Cu content, the phase stability of ferromagnetic austenite decreases gradually, while the phase stability of paramagnetic austenite increases gradually, which results in the decrease of the difference between the total energy of the ground state of paramagnetic austenite and ferromagnetic austenite. This is the essential reason for the decrease of Curie temperature TC with the increase of Cu content. However, the phenomenon that the martensite transformation temperature TM increases with the increase of Cu content is essentially due to the increase of the energy difference between austenite and martensite, which increases the driving force of martensite transformation. In addition, the magnetic properties of Ni-Mn-Ga-Cu alloys decrease with the increase of Cu content, and the reasons for the decrease of magnetic properties are explained from the point of view of electronic density of states.
【作者單位】： 東北大學(xué)材料各向異性與織構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;東北大學(xué)秦皇島分校資源與材料學(xué)院;河北省電介質(zhì)與電解質(zhì)功能材料實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目Nos.51301036和51431005 國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目No.2015AA034101 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目No.N130523001 河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目No.E2013501089資助~~
【分類號】：TG139.6

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本文編號：2137014