Co-Ni-Al系列合金作為一種新型磁控形狀記憶合金,它不僅具有磁控形狀記憶合金的高響應(yīng)頻率和大磁致應(yīng)變等特點,還具有傳統(tǒng)磁控形狀記憶合金Ni2MnGa所缺乏的良好力學(xué)性能和可加工性等優(yōu)點。目前,Co-Ni-Al系列磁控形狀記憶合金所能獲得的磁致應(yīng)變還比較小,多晶Co-Ni-Al合金在外磁場作用下只能獲130 ppm左右的磁致應(yīng)變,對其工業(yè)應(yīng)用有著嚴重的制約。因此,如何提高Co-Ni-Al的磁控形狀記憶效應(yīng)成為廣大材料工作者的研究重點。從磁控形狀記憶效應(yīng)的解析模型來看,提高Co-Ni-Al合金的磁致應(yīng)變可以通過提高合金的磁晶各向異性和飽和磁化強度,同時降低相變臨界應(yīng)力和馬氏體再取向應(yīng)力來實現(xiàn)。目前最主要也是最直接的方法就是通過合金化來提高合金的磁晶各向異性和飽和磁化強度,通過相變的控制和相分布來降低相變臨界力和馬氏體再取向應(yīng)力。本文運用金相分析(OM)、X-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、X-射線能譜(EDX)、透射電鏡(TEM)、震動樣品磁強計(VSM)和電子萬能試驗機等多種現(xiàn)代分析和測試手段,系統(tǒng)地研究了鐵磁性元素Fe, Gd, Dy和Er摻雜對Co-Ni-Al基合金的顯微...

【文章頁數(shù)】：170 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 形狀記憶效應(yīng)
        1.2.1 溫度驅(qū)動形狀記憶效應(yīng)
        1.2.2 磁場驅(qū)動形狀記憶效應(yīng)
        1.2.3 磁控形狀記憶合金的應(yīng)用
    1.3 傳統(tǒng)Ni-Mn-Ga磁控形狀記憶合金
        1.3.1 Ni-Mn-Ga磁控形狀記憶合金的微觀結(jié)構(gòu)
        1.3.2 Ni-Mn-Ga磁控形狀記憶合金的馬氏體相變
        1.3.3 Ni-Mn-Ga磁控形狀記憶合金的力學(xué)性能
        1.3.4 Ni-Mn-Ga磁控形狀記憶合金的磁性能
        1.3.5 Ni-Mn-Ga磁控形狀記憶合金的磁致應(yīng)變
        1.3.6 合金化對Ni-Mn-Ga磁控形狀記憶合金的影響
    1.4 新型Co-Ni-Al磁控形狀記憶合金
        1.4.1 Co-Ni-Al磁控形狀記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)
        1.4.2 Co-Ni-Al磁控形狀記憶合金的馬氏體相變和磁轉(zhuǎn)變
        1.4.3 Co-Ni-Al磁控形狀記憶合金的磁性能
        1.4.4 Co-Ni-Al磁控形狀記憶合金的力學(xué)性能
        1.4.5 Co-Ni-Al磁控形狀記憶合金的磁致應(yīng)變
        1.4.6 合金化對Co-Ni-Al磁控形狀記憶合金的影響
    1.5 本課題的研究背景、目的及主要內(nèi)容
        1.5.1 研究背景
        1.5.2 研究目的和內(nèi)容
    參考文獻
第二章 材料制備及試驗方法
    2.1 研究工藝路線
    2.2 合金成分設(shè)計
        2.2.1 Co-Ni-Al基體合金成分選擇
        2.2.2 合金化元素的選擇
    2.3 合金制備
        2.3.1 原料的準備
        2.3.2 熔煉設(shè)備和工藝
    2.4 測試設(shè)備與測試方法
        2.4.1 微觀組織觀察
        2.4.2 相結(jié)構(gòu)和成分分析
        2.4.3 相變溫度和磁轉(zhuǎn)變溫度測定
        2.4.4 磁性能測定
        2.4.5 力學(xué)性能測定
        2.4.6 磁致應(yīng)變測定
    參考文獻
第三章 Co-Ni-Al基磁控形狀記憶合金形變驅(qū)動力研究
    3.1 引言
    3.2 Co-Ni-Al磁控形狀記憶合金的形變驅(qū)動力影響因素
        3.2.1 Co-Ni-Al基體合金的飽和磁化強度
        3.2.2 Co-Ni-Al基體合金的磁晶各向異性常數(shù)
        3.2.3 Co-Ni-Al基體合金的形變驅(qū)動力
    3.3 合金元素對Co-Ni-Al合金的形變驅(qū)動力的影響
        3.3.1 合金元素對基體合金的飽和磁化強度影響
        3.3.2 合金元素對基體合金的磁晶各向異性的影響
        3.3.3 合金元素對基體合金的形變驅(qū)動力影響
    3.4 分析討論
        3.4.1 合金元素增強基體合金的飽和磁化強度
        3.4.2 合金元素提升基體合金的磁晶各向異性
        3.4.3 合金元素對形變驅(qū)動力的影響
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 Co-Ni-Al基磁控形狀記憶合金微觀組織和馬氏體相變
    4.1 引言
    4.2 Co-Ni-Al合金的微觀組織和相結(jié)構(gòu)
        4.2.1 顯微組織
        4.2.2 相組成和結(jié)構(gòu)
        4.2.3 馬氏體相變行為及其微觀結(jié)構(gòu)
    4.3 Co-Ni-Al-Fe合金的微觀組織和結(jié)構(gòu)
        4.3.1 Fe含量對合金顯微組織的影響
        4.3.2 Fe含量對合金相組成和結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.3 馬氏體相變行為及其微觀結(jié)構(gòu)
    4.4 Co-Ni-Al-Gd合金的微觀組織和結(jié)構(gòu)
        4.4.1 Gd含量對合金顯微組織的影響
        4.4.2 Gd含量對合金相組成和結(jié)構(gòu)的影響
        4.4.3 馬氏體相變行為及其微觀結(jié)構(gòu)
    4.5 Co-Ni-Al-Dy合金的微觀組織和結(jié)構(gòu)
        4.5.1 Dy含量對合金顯微組織的影響
        4.5.2 Dy含量對合金相組成和結(jié)構(gòu)的影響
        4.5.3 馬氏體相變行為及其微觀結(jié)構(gòu)
    4.6 Co-Ni-Al-Er合金的微觀組織和結(jié)構(gòu)
        4.6.1 Er含量對合金顯微組織的影響
        4.6.2 Er含量對合金相組成和結(jié)構(gòu)的影響
        4.6.3 馬氏體相變行為及其微觀結(jié)構(gòu)
    4.7 分析討論
        4.7.1 微觀組織演化機理
        4.7.2 馬氏體相變溫度強化機制
        4.7.3 馬氏體相變機制
    4.8 本章結(jié)論
    參考文獻
第五章 Co-Ni-Al基磁控形狀記憶合金的磁性能研究
    5.1 引言
    5.2 Co-Ni-Al-Fe合金的磁性能研究
        5.2.1 Co-Ni-Al-Fe合金的磁化特性和居里溫度
        5.2.2 Co-Ni-Al-Fe合金的磁晶各向異性常數(shù)
    5.3 Co-Ni-Al-Gd合金的磁性能研究
        5.3.1 Co-Ni-Al-Gd合金的磁化特性和居里溫度
        5.3.2 Co-Ni-Al-Gd合金的磁晶各向異性常數(shù)
    5.4 Co-Ni-Al-Dy合金的磁性能研究
        5.4.1 Co-Ni-Al-Dy合金的磁化特性和居里溫度
        5.4.2 Co-Ni-Al-Dy合金的磁晶各向異性常數(shù)
    5.5 Co-Ni-Al-Er合金的磁性能研究
        5.5.1 Co-Ni-Al-Er合金的磁化特性和居里溫度
        5.5.2 Co-Ni-Al-Er合金的磁晶各向異性常數(shù)
    5.6 分析討論
        5.6.1 元素摻雜增強Co-Ni-Al合金磁性能機制
        5.6.2 元素摻雜對Co-Ni-Al合金磁晶各向異性的影響
    5.7 本章結(jié)論
    參考文獻
第六章 Co-Ni-Al基磁控形狀記憶合金的力學(xué)性能研究
    6.1 引言
    6.2 Co-Ni-Al-Fe合金的力學(xué)性能研究
        6.2.1 Co-Ni-Al-Fe合金的硬度
        6.2.2 Co-Ni-Al-Fe合金的壓縮變形行為
    6.3 Co-Ni-Al-Gd合金的力學(xué)性能研究
        6.3.1 Co-Ni-Al-Gd合金的硬度
        6.3.2 Co-Ni-Al-Gd合金的壓縮變形行為
    6.4 Co-Ni-Al-Dy合金的力學(xué)性能研究
        6.4.1 Co-Ni-Al-Dy合金的硬度
        6.4.2 Co-Ni-Al-Dy合金的壓縮變形行為
    6.5 Co-Ni-Al-Er合金的力學(xué)性能研究
        6.5.1 Co-Ni-Al-Er合金的硬度
        6.5.2 Co-Ni-Al-Er合金的壓縮變形行為
    6.6 分析討論
        6.6.1 元素摻雜對Co-Ni-Al合金的硬度影響分析
        6.6.2 元素摻雜對Co-Ni-Al合金壓縮力學(xué)性能影響分析
    6.7 本章結(jié)論
    參考文獻
第七章 Co-Ni-Al基磁控形狀記憶合金的磁致應(yīng)變研究
    7.1 引言
    7.2 Co-Ni-Al-Fe合金的磁致應(yīng)變研究
        7.2.1 Co-Ni-Al-Fe合金的形狀記憶回復(fù)率
        7.2.2 Co-Ni-Al-Fe合金的磁致應(yīng)變
    7.3 Co-Ni-Al-Gd合金的磁致應(yīng)變研究
        7.3.1 Co-Ni-Al-Gd合金的形狀記憶回復(fù)率
        7.3.2 Co-Ni-Al-Gd合金的磁致應(yīng)變
    7.4 Co-Ni-Al-Dy合金的磁致應(yīng)變研究
        7.4.1 Co-Ni-Al-Dy合金的形狀記憶回復(fù)率
        7.4.2 Co-Ni-Al-Dy合金的磁致應(yīng)變
    7.5 Co-Ni-Al-Er合金的磁致應(yīng)變研究
        7.5.1 Co-Ni-Al-Er合金的形狀記憶回復(fù)率
        7.5.2 Co-Ni-Al-Er合金的磁致應(yīng)變
    7.6 分析討論
        7.6.1 元素摻雜及熱機械循環(huán)對Co-Ni-Al合金的形狀記憶回復(fù)率影響分析
        7.6.2 Co-Ni-Al基合金磁致應(yīng)變過程分析
    7.7 本章結(jié)論
    參考文獻
第八章 主要結(jié)論
本課題研究的創(chuàng)新點和以后工作展望
    一、本論文的創(chuàng)新點
    二、以后工作展望
科研成果清單
致謝



本文編號：3762409