Ni-Mn-Ga形狀記憶合金具有磁感生應(yīng)變和磁熱效應(yīng)等優(yōu)異的性能,但存在普通多晶合金較單晶合金性能有明顯下降的問(wèn)題。本文以織構(gòu)多晶Ni-Mn-Ga合金為研究對(duì)象,研究生長(zhǎng)和再結(jié)晶織構(gòu)對(duì)合金高溫變形與功能特性的影響規(guī)律。采用鑄造凝固獲得沿晶體取向生長(zhǎng)的柱狀晶組織,通過(guò)熱擠壓制備含再結(jié)晶織構(gòu)的多晶Ni-Mn-Ga合金棒材。系統(tǒng)研究?jī)煞N織構(gòu)多晶Ni-Mn-Ga合金的高溫塑性變形、超彈性、彈熱效應(yīng)的各向異性以及磁感生應(yīng)變和旋轉(zhuǎn)磁熱效應(yīng),為低成本高性能Ni-Mn-Ga合金功能材料的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。研究表明,Ni-Mn-Ga合金凝固后形成粗大的柱狀晶組織,柱狀晶生長(zhǎng)方向形成<001>織構(gòu)。鑄態(tài)多晶Ni-Mn-Ga合金在溫度1273K～1323K、最大擠壓比16:1條件下進(jìn)行熱擠壓,轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小等軸晶組織,擠壓方向?yàn)?lt;111>織構(gòu)。馬氏體相變后,柱狀晶Ni-Mn-Ga合金的馬氏體仍保留奧氏體的<001>織構(gòu),而等軸晶Ni-Mn-Ga合金除奧氏體<111>織構(gòu)外,還產(chǎn)生了擠壓方向平行馬氏體孿晶面的織構(gòu)。等軸晶Ni-Mn-Ga合金奧氏體L21結(jié)構(gòu)在接近有序-... 

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【部分圖文】：

Ni2MnGa合金B(yǎng)2結(jié)構(gòu)和L21結(jié)構(gòu)示意圖

第1章緒論-19-到制冷的目的。當(dāng)制冷工質(zhì)發(fā)生結(jié)構(gòu)相變時(shí)，則晶格熵中不僅包括了晶格振動(dòng)熵，還包括兩相之間的相變熵。在彈熱循環(huán)中，與磁熱制冷循環(huán)類似，絕熱條件下，彈熱制冷工質(zhì)施加應(yīng)力場(chǎng)誘發(fā)相變，相變熵為負(fù)，總熵不變條件下，晶格振動(dòng)熵增加，制冷工質(zhì)溫度升高；隨后與外界熱交換，在恒定應(yīng)力場(chǎng)下釋放熱量，制冷工質(zhì)溫度恢復(fù)。隨后在絕熱條件下撤去應(yīng)力場(chǎng)，逆相變發(fā)生，此時(shí)相變熵為正，晶格振動(dòng)熵減小，制冷工質(zhì)溫度降低；最后在零應(yīng)力場(chǎng)下與外界發(fā)生熱交換，吸收熱量，制冷工質(zhì)溫度恢復(fù)，以此循環(huán)下實(shí)現(xiàn)彈熱效應(yīng)制冷的效果。圖1-10磁制冷工質(zhì)的布雷頓循環(huán)示意圖[127]Fig.1-10Schematicillustrationofthemagneticrefrigerationcyclea)Adiabaticmagnetization;b)Removeheat;c)Adiabaticdemagnetization;d)Coolrefrigeratorcontents從熱力學(xué)上看，磁熱效應(yīng)(彈熱效應(yīng))就是制冷介質(zhì)在磁場(chǎng)(應(yīng)力場(chǎng))下熵發(fā)生變化而伴隨的熱效應(yīng)。對(duì)于制冷介質(zhì)，整體熵S由晶格振動(dòng)熵、磁熵和傳導(dǎo)電子熵組成。一般而言，電子熵室溫附近較小，可以忽略，因此制冷工質(zhì)的熵為晶格振動(dòng)熵和磁熵的總和。在常壓下，制冷介質(zhì)的熵S是溫度T、磁場(chǎng)強(qiáng)度H和應(yīng)力場(chǎng)σ的函數(shù)S(T,H,σ)，熵S(T,H,σ)的全微分，可以寫成[23]：

第3章織構(gòu)多晶Ni-Mn-Ga合金的組織與相變-37-圖3-2鑄態(tài)柱狀晶組織的多晶Ni-Mn-Ga合金IPF圖Fig.3-2Inversepolefigure(IPF)mapoftheas-castNi-Mn-Gaalloywiththecoarsecolumnargrains圖3-3不同擠壓溫度和擠壓比的多晶Ni-Mn-Ga合金IPF圖Fig.3-3InversepolefiguremapsoftheextrudedNi-Mn-Gaalloysatdifferentextrusiontemperaturesandratios(Extrusiondirection:outofplane)a)T=1273K,R=9:1;b)T=1323K,R=9:1;c)T=1323K,R=12:1;d)T=1323K,R=16:1

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磁驅(qū)動(dòng)相變材料研究進(jìn)展[J]. 聶志華,王沿東,劉冬梅.  中國(guó)材料進(jìn)展. 2012(03)
[2]EBSD技術(shù)研究Ni-48Al金屬間化合物超塑變形組織演變[J]. 胡靜,林棟樑.  稀有金屬材料與工程. 2011(04)
[3]EBSD技術(shù)分析大晶粒NiAl合金高溫塑性變形組織演變與CSL特征晶界分布[J]. 胡靜,林棟樑,王燕.  金屬學(xué)報(bào). 2009(06)
[4]Martensitic Transformation and Magnetic-Field-Induced Strain in Magnetic Shape Memory Alloy NiMnGa Melt-Spun Ribbon[J]. Shihai GUO, Yanghuan ZHANG, Jianliang LI, Baiyun QUAN, Yan QI and Xinlin WANG Department of Functional Material Research, Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China.  Journal of Materials Science & Technology. 2005(02)
[5]鈦合金超塑性研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 李梁,孫建科,孟祥軍.  材料開發(fā)與應(yīng)用. 2004(06)
[6]材料超塑性研究的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 丁樺,張凱鋒.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2004(07)
[7]定向凝固N(yùn)iAl合金的超塑性行為[J]. 郭建亭,張光業(yè),杜興蒿.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2004(04)
[8]智能材料與結(jié)構(gòu)的研究及應(yīng)用[J]. 余海湖,趙愚,姜德生.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(11)
[9]共晶NiAl-9Mo合金的超塑性行為[J]. 杜興蒿,郭建亭,周彼德.  金屬學(xué)報(bào). 2001(10)
[10]等原子比NiAl多晶合金的超塑性行為[J]. 杜興蒿,郭建亭,周彼德.  金屬學(xué)報(bào). 2001(02)

博士論文
[1]Ni-Mn-Ga記憶合金纖維組織結(jié)構(gòu)及熱驅(qū)動(dòng)/磁熱特性[D]. 錢明芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]多晶Ni-Mn-Ga合金高溫變形行為及組織研究[D]. 魏隴沙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]Ni-Mn-Ga鐵磁形狀記憶合金纖維的制備及應(yīng)力驅(qū)動(dòng)應(yīng)變特性研究[D]. 錢明芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3363709