近年來(lái),Ni-Mn基鐵磁性形狀記憶合金成為材料學(xué)領(lǐng)域和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。它不僅可以在溫度變化時(shí)產(chǎn)生形狀記憶效應(yīng),其馬氏體相變也能受到外加磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)。由于磁性和晶格的強(qiáng)耦合作用,馬氏體轉(zhuǎn)變伴隨著諸多物理性質(zhì)的變化:晶格參數(shù)或晶胞體積發(fā)生突變、相變溫度附近出現(xiàn)比熱峰值、磁性狀態(tài)的改變引起晶格的彈性形變、磁有序度的變化導(dǎo)致磁熵變大小的變化。因?yàn)樵贜i-Mn基鐵磁性形狀記憶合金中磁場(chǎng)可以驅(qū)動(dòng)馬氏體轉(zhuǎn)變,合金在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度附近具有巨大的磁熱效應(yīng),磁電阻效應(yīng),磁致應(yīng)變效應(yīng)等。此外,在低溫下由于鐵磁和反鐵磁交換相互作用的共存和競(jìng)爭(zhēng),Ni-Mn基鐵磁性形狀記憶合金在低溫下還表現(xiàn)出交換偏置效應(yīng)。本文主要包含三部分內(nèi)容:(1)Ni43Mn46Sn11-xAlx合金的相變、磁熱效應(yīng)和交換偏置效應(yīng)研究在Ni-Mn基鐵磁形狀記憶合金中,晶格的調(diào)控對(duì)于不管是馬氏體轉(zhuǎn)變還是基礎(chǔ)磁性都具有重要的影響。在Ni43Mn46Sn11-xAlx合金中,隨著Al含量的增加,晶格逐漸收縮,而馬氏體轉(zhuǎn)變溫度逐漸增加,這說(shuō)明A1的加入產(chǎn)生的晶格收縮提高了轉(zhuǎn)變溫度。另一方面,A1的加入使Ni43Mn46Sn11-xAlx合金的飽和磁化強(qiáng)度逐漸降低,說(shuō)明A1的加入可以增強(qiáng)材料中的反鐵磁交換作用。我們還研究了Ni43Mn46Sn11-xAlx的場(chǎng)冷和零場(chǎng)冷的交換偏置效應(yīng),發(fā)現(xiàn)所有材料都具有明顯的場(chǎng)冷交換偏置效應(yīng),而零場(chǎng)冷交換偏置效應(yīng)則僅在部分材料中發(fā)現(xiàn)。這些結(jié)果說(shuō)明,通過(guò)調(diào)控晶格適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)鐵磁反鐵磁相互作用,有可能使Ni-Mn基合金出現(xiàn)零場(chǎng)冷交換偏置的現(xiàn)象。(2)Mn50Ni38Co3Sn9合金的相變和多功能特性在Ni-Mn基合金中,其磁性主要由Mn原子提供,因此提高M(jìn)n含量有利于增強(qiáng)材料的磁性,從而提高其多功能特性。我們系統(tǒng)研究了 Mn50Ni38Co3Sn9合金的相變、磁場(chǎng)誘導(dǎo)相變、磁熱、磁電阻、和磁致應(yīng)變效應(yīng)。結(jié)果表明,Mn50Ni38Co3Sn9合金在室溫由馬氏體相四方L10結(jié)構(gòu)和Hg2CuTi結(jié)構(gòu)兩相組成。Mn50Ni38Co3Sn9在馬氏體轉(zhuǎn)變附近不僅具有巨大的磁熱效應(yīng),還有巨大的磁電阻效應(yīng)和磁致應(yīng)變效應(yīng)。在276 K時(shí),Mn50Ni38Co3Sn9在50 kOe磁場(chǎng)下的磁熵變達(dá)到最大值24.2 J/kg·K。當(dāng)270K時(shí),材料在50kOe磁場(chǎng)下的磁致應(yīng)變最大ε= 6525.8 ppm。在275 K時(shí),材料在50 kOe磁場(chǎng)下的磁電阻達(dá)到了-30.7%。(3)Ni50-xFexMn36Ga14合金的磁性調(diào)控和交換偏置效應(yīng)研究。我們研究了在Ni50-xFexMn36Ga14合金材料的晶體結(jié)構(gòu)、相變、和交換偏置效應(yīng)。研究表明,母合金Ni50Mn36Ga14的基態(tài)為經(jīng)典自旋玻璃,其零場(chǎng)冷交換偏置HE達(dá)到了 1228 Oe。Fe替代Ni使材料的鐵磁性交換作用增強(qiáng),自旋玻璃轉(zhuǎn)變溫度逐漸升高,至x=16時(shí),材料基態(tài)變?yōu)橹厝胄妥孕ＡАＫ械牟牧暇哂袌?chǎng)冷交換偏置效應(yīng),然而零場(chǎng)冷交換偏置效應(yīng)則隨Fe含量增加逐漸被抑制。
【學(xué)位單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TG139.6
【部分圖文】：

圖 1.1 Ni-Mn-Co-Sn 合金的升溫降溫的熱磁曲線變材料中的相關(guān)物理效應(yīng)效應(yīng)效應(yīng)[3, 10-16]（Magnetocaloric Effect）是磁性材料的一種

磁制冷原理示意圖

Ni46Co4Mn39Sn11合金在不同溫度下的磁致應(yīng)變效應(yīng)
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本文編號(hào)：2882139