Ni-Mn-Sn磁性記憶合金既有傳統(tǒng)溫控形狀記憶合金的典型特征,又能夠由磁場誘發(fā)產(chǎn)生形狀記憶效應(yīng),是一種集“傳感”與“驅(qū)動”的新型智能材料。但是,該合金的脆性大、可加工性能差,嚴(yán)重制約了這類磁性形狀記憶合金的工程應(yīng)用及發(fā)展,如何解決合金的脆性問題是當(dāng)前亟待研究的課題之一;此外,高溫磁性記憶合金具有強(qiáng)烈的應(yīng)用需求,開發(fā)高溫磁性記憶合金也是亟待解決的另一關(guān)鍵問題。針對脆性問題,本文通過添加適量的稀土（Tb、Dy、Y）及過渡族金屬Cu對Ni-Mn-Sn合金的力學(xué)性能進(jìn)行改善;系統(tǒng)地研究了稀土及Cu摻雜對合金的微觀組織、馬氏體相變行為、力學(xué)及磁性能質(zhì)的影響規(guī)律和物理本質(zhì)。然后,為滿足其高溫環(huán)境下的特殊應(yīng)用需求,采用Cu、Co共摻雜的手段,在改善合金脆性的基礎(chǔ)上,同時提高了Ni-Mn-Sn磁性記憶合金的工作溫度。研究發(fā)現(xiàn),摻雜稀土元素Tb、Dy和Y能夠達(dá)到晶粒顯著細(xì)化的效果,且晶粒尺寸隨稀土摻雜含量的增多而逐漸減小。稀土元素的添加導(dǎo)致Ni-Mn-Sn-RE合金基體中產(chǎn)生富稀土第二相,第二相的數(shù)量和體積分?jǐn)?shù)隨著摻雜含量的增多而增加。當(dāng)摻雜含量≤2.0at.%時,第二相主要沿晶界分布;當(dāng)摻雜含量達(dá)5... 

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 磁性形狀記憶合金
    1.3 Ni-Mn-Sn磁性形狀記憶合金
        1.3.1 Ni-Mn-Sn合金的晶體結(jié)構(gòu)
        1.3.2 Ni-Mn-Sn合金的磁性起源
        1.3.3 Ni-Mn-Sn合金的磁驅(qū)馬氏體相變
        1.3.4 Ni-Mn-Sn合金的力學(xué)性能
        1.3.5 Ni-Mn-Sn合金的磁性能
    1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料及研究方法
    2.1 引言
    2.2 材料制備及試驗方法
        2.2.1 材料制備
        2.2.2 組織觀察與結(jié)構(gòu)分析
        2.2.3 馬氏體相變行為測試
        2.2.4 力學(xué)性能測試及斷口分析
        2.2.5 磁性能測試
    2.3 密度泛函理論與計算方法
        2.3.1 密度泛函理論
        2.3.2 計算方法
第3章 稀土摻雜Ni-Mn-Sn合金的馬氏體相變與力學(xué)和磁性質(zhì)
    3.1 引言
    3.2 Ni-Mn-Sn-RE合金的微觀組織結(jié)構(gòu)
        3.2.1 Ni-Mn-Sn-Tb合金的顯微組織
        3.2.2 Ni-Mn-Sn-Tb合金的相結(jié)構(gòu)
        3.2.3 Ni-Mn-Sn-Dy和 Ni-Mn-Sn-Y合金的顯微組織
        3.2.4 Ni-Mn-Sn-Dy和 Ni-Mn-Sn-Y合金的相結(jié)構(gòu)
    3.3 Ni-Mn-Sn-RE合金的馬氏體相變
        3.3.1 Ni-Mn-Sn-Tb合金的馬氏體相變
        3.3.2 Ni-Mn-Sn-Dy和 Ni-Mn-Sn-Y合金的馬氏體相變
    3.4 Ni-Mn-Sn-RE合金的力學(xué)行為
        3.4.1 Ni-Mn-Sn-Tb合金的壓縮變形行為
        3.4.2 Ni-Mn-Sn-Tb合金的斷口形貌
        3.4.3 Ni-Mn-Sn-Dy和 Ni-Mn-Sn-Y合金的壓縮變形行為
        3.4.4 Ni-Mn-Sn-Dy和 Ni-Mn-Sn-Y合金的斷口形貌
    3.5 Ni-Mn-Sn-RE合金的磁性質(zhì)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 Cu摻雜Ni-Mn-Sn合金的馬氏體相變與力學(xué)和磁性質(zhì)
    4.1 引言
    4.2 Ni-Mn-Sn-Cu合金的微觀組織結(jié)構(gòu)
        4.2.1 Ni-Mn-Sn-Cu合金的顯微組織
        4.2.2 Ni-Mn-Sn-Cu合金的相結(jié)構(gòu)
    4.3 Ni-Mn-Sn-Cu合金的馬氏體相變
        4.3.1 Cu摻雜對Ni-Mn-Sn合金馬氏體相變的影響規(guī)律
        4.3.2 Cu摻雜對Ni-Mn-Sn-Cu合金相變溫度影響的機(jī)理
    4.4 Ni-Mn-Sn-Cu合金的力學(xué)行為
        4.4.1 Ni-Mn-Sn-Cu合金的壓縮斷裂行為
        4.4.2 Ni-Mn-Sn-Cu合金的斷口形貌
    4.5 Ni-Mn-Sn-Cu合金的磁性質(zhì)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 Cu和 Co共摻雜Ni-Mn-Sn合金的馬氏體相變與力學(xué)和磁性質(zhì)
    5.1 引言
    5.2 高溫Ni-Mn-Sn磁性記憶合金的理論研究與成分設(shè)計
    5.3 Ni-Co-Mn-Sn-Cu合金的微觀組織結(jié)構(gòu)
    5.4 Ni-Co-Mn-Sn-Cu合金的磁驅(qū)馬氏體相變
    5.5 Ni-Co-Mn-Sn-Cu合金的力學(xué)行為
    5.6 Ni-Co-Mn-Sn-Cu合金的磁性質(zhì)
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]形狀記憶合金彈熱效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 袁勃,曾磊,錢明芳,張學(xué)習(xí),耿林.  材料導(dǎo)報. 2018(17)
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博士論文
[1]Ni-Mn-Ga-Gd高溫記憶合金的馬氏體相變與力學(xué)行為[D]. 張欣.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]Ni-Mn-In基合金的馬氏體相變與結(jié)構(gòu)和性能[D]. 豐焱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]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
[4]單晶Ni-Mn-Ga孿晶界遷動機(jī)制研究及應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變模擬[D]. 彭志明.上海交通大學(xué) 2007



本文編號：3711019