發(fā)布時間：2017-07-20 07:17

  本文關(guān)鍵詞：Heusler合金材料的相變及磁性調(diào)控

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【摘要】：Ni-Mn基鐵磁形狀記憶合金中的馬氏體相變以及結(jié)構(gòu)、磁性、電性之間的相互耦合,使其表現(xiàn)出復(fù)雜的物理行為。逆磁熱效應(yīng)、磁電阻效應(yīng)、變磁性形狀記憶效應(yīng)、交換偏置效應(yīng)(Exchange Bias,EB)、壓卡效應(yīng)等諸多現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),無不體現(xiàn)了Ni-Mn基鐵磁形狀記憶合金的豐富的物理內(nèi)涵和潛在的應(yīng)用前景,如磁致冷、磁傳感、磁驅(qū)動等。本論文重點研究了Ni-Mn基Heusler合金中的相變和磁性調(diào)控,并研究了其磁熱效應(yīng)和交換偏置效應(yīng),主要內(nèi)容包括三部分:(1)Pd(Pt)摻雜Ni-Mn-Sn合金的中間馬氏體轉(zhuǎn)變和交換偏置增強效應(yīng)我們研究了Ni_(50-x)Mn_(36)Sn_(14)Tx(T=Pd,Pt;x=0,1,2,3)合金的相變和交換偏置效應(yīng)。在Ni_(50)Mn_(36)Sn_(14)合金沒有觀察到中間馬氏體轉(zhuǎn)變,通過摻雜Pd(Pt)元素到Ni_(50-x) Mn_(36)Sn_(14)T_x(T=Pd,Pt)產(chǎn)生合適的負化學(xué)壓力可以誘導(dǎo)產(chǎn)生中間馬氏體轉(zhuǎn)變。隨著施加磁場的增加,中間馬氏體相變逐漸減弱甚至抑制;隨著進一步增加Pd(Pt)元素的比例(x=3,Pd;x=2,Pt),中間馬氏體轉(zhuǎn)變消失。另外一個顯著的結(jié)果是隨著Pd(Pt)的添加,交換偏置效應(yīng)增強。這個現(xiàn)象可能主要由于Pd(Pt)原子比Ni具有更強的自旋軌道耦合。(2)高Mn含量Mn_(50)Ni_(50-x) Sn_x合金的相變、磁熱效應(yīng)研究在Ni-Mn基Heusler合金中,其磁性主要來源于Mn,因此提高Mn含量有助于增強其磁性。我們通過電弧熔煉的方法制備了系列Mn_(50)Ni_(50-x) Sn_x(x=5-25)合金,并對其相變、磁熱效應(yīng)進行研究。結(jié)果表明,隨著Sn含量的增加,馬氏體轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低。當(dāng)x￡15時,材料在低溫下表現(xiàn)出典型的自旋玻璃行為。而當(dāng)x15時,自旋玻璃行為消失,低溫下材料表現(xiàn)鐵磁性行為。當(dāng)x=9.5時,材料表現(xiàn)出弱磁馬氏體相到鐵磁奧氏體相的結(jié)構(gòu)相變,伴隨著較大的磁化強度的突變,從而表現(xiàn)出較大的磁熱效應(yīng)。(3)鑄態(tài)Hf_(0.83-x)Zr_x Ta_(0.17)Fe_2合金大的低場磁相變通過電弧熔煉的方法制備Hf_(0.83-x)Zr_x Ta_(0.17)Fe_2(x=0,0.1,0.2,0.3)系列合金。鑄態(tài)樣品具有單相的六方Mg Zn_2型結(jié)構(gòu)。當(dāng)x0.3時,隨著溫度的升高,表現(xiàn)從鐵磁相到反鐵磁相的一級轉(zhuǎn)變。隨著Zr成分的增加(x0.3),鐵磁相到反鐵磁相的一級轉(zhuǎn)變溫度往低溫偏移,同時磁化強度有所增強。在轉(zhuǎn)變溫度附近發(fā)現(xiàn)磁場誘導(dǎo)反鐵磁相到鐵磁相的相變,引起大的磁熱效應(yīng)。這種可調(diào)控的轉(zhuǎn)變溫度和大的磁熱效應(yīng)使得鑄態(tài)Hf_(0.83-x)Zr_x Ta_(0.17)Fe_2合金成為磁制冷的潛在材料。
【關(guān)鍵詞】：磁性 形狀記憶 馬氏體轉(zhuǎn)變 交換偏置 磁熱效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG139.6
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-16
• 1 緒論16-23
• 1.1 磁性形狀記憶合金簡介16
• 1.2 磁性形狀記憶合金研究歷史及現(xiàn)狀16-17
• 1.3 Ni-Mn基Heusler合金：一般特征17-19
• 1.4 功能特性19-22
• 1.5 研究意義及主要內(nèi)容22-23
• 2 樣品制備及性能表征23-25
• 2.1 樣品制備23-24
• 2.2 性能表征24-25
• 3 Pd（Pt）摻雜Ni-Mn-Sn合金的中間馬氏體轉(zhuǎn)變和交換偏置效應(yīng)增強25-39
• 3.1 引言25-26
• 3.2 實驗26
• 3.3 結(jié)果與討論26-37
• 3.4 結(jié)論37-39
• 4 高Mn含量Mn_(50)Ni_(50-x)Sn_x合金的相變、磁熱效應(yīng)及交換偏置效應(yīng)研究39-48
• 4.1 引言39-41
• 4.2 實驗41
• 4.3 結(jié)果與討論41-47
• 4.4 結(jié)論47-48
• 5 鑄態(tài)Hf_(0.83-x)Zr_xTa_(0.17)Fe_2合金大的低場磁熵變48-58
• 5.1 引言48
• 5.2 實驗48-50
• 5.3 結(jié)果與討論50-57
• 5.4 結(jié)論57-58
• 6 結(jié)論58-60
• 參考文獻60-71
• 作者簡歷71-73
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集73

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本文編號：566844