本文關(guān)鍵詞：Ni-Mn-Sn-Gd磁性記憶合金的馬氏體相變與力學(xué)性能及磁性質(zhì)研究

  更多相關(guān)文章： Ni-Mn-Sn 磁性記憶合金 稀土Gd 馬氏體相變 力學(xué)性能

【摘要】：Ni-Mn-Sn合金可以由磁場(chǎng)直接誘發(fā)母相到馬氏體之間的轉(zhuǎn)變,具有響應(yīng)頻率高,輸出應(yīng)變大的特點(diǎn)。與此同時(shí),在磁驅(qū)相變的過(guò)程中,伴隨著豐富的物理內(nèi)涵與現(xiàn)象,使其具備廣闊的應(yīng)用前景。但是該合金脆性大,嚴(yán)重制約其應(yīng)用與發(fā)展。論文通過(guò)摻雜稀土Gd元素,保持合金的磁學(xué)特性的基礎(chǔ)上,顯著地改善了合金塑性。本文采用非自耗真空電弧熔煉制備Ni50Mn36Sn14-x Gdx(x=0,0.1,0.2,0.5,1,2 at.%)的合金材料。同時(shí)采用掃描電鏡觀察、X射線衍射分析、示差量熱掃描分析、室溫壓縮試驗(yàn)、物性測(cè)量等測(cè)試方法系統(tǒng)研究了Ni-Mn-Sn-Gd合金的顯微組織結(jié)構(gòu)、馬氏體相變行為、力學(xué)性能與磁性能及其影響因素,闡明了稀土Gd元素對(duì)Ni-Mn-Sn合金組織相變的影響規(guī)律;通過(guò)斷口分析,揭示了Gd元素對(duì)Ni-Mn-Sn合金的增韌機(jī)制。研究結(jié)果表明,稀土Gd的摻雜可以使Ni-Mn-Sn合金的晶粒顯著細(xì)化,隨著Gd含量的增加,晶粒尺寸減小。Ni-Mn-Sn-Gd合金的顯微組織由基體和第二相組成。隨著Gd含量的增加,第二相的數(shù)量隨之增加,尺寸變大,第二相主要沿晶界分布。磁性測(cè)試表明,Ni-Mn-Sn-Gd合金保持磁性材料的性質(zhì)。在加熱和冷卻過(guò)程中發(fā)生一步熱彈性馬氏體相變和逆相變。隨著稀土Gd含量的增加,相變溫度升高,居里溫度沒(méi)有明顯變化。相變溫度的升高,主要是因?yàn)镚d(Ni,Mn)4Sn相的形成,導(dǎo)致合金基體中Mn含量的增加。壓縮斷裂試驗(yàn)結(jié)果表明,稀土Gd的摻雜可以顯著提高Ni-Mn-Sn合金的力學(xué)性能。Gd元素的含量對(duì)合金的壓縮斷裂強(qiáng)度和斷裂應(yīng)變有顯著影響。當(dāng)Gd摻雜含量為2at.%時(shí),壓縮斷裂強(qiáng)度和斷裂應(yīng)變達(dá)到最大值。Gd摻雜可以改變合金力學(xué)性能的原因主要是因?yàn)镚d的摻雜改變了Ni-Mn-Sn合金的斷裂方式。Ni-Mn-Sn基體合金的斷裂方式為沿晶斷裂,因此脆性很大,機(jī)械性能很差;隨著Gd摻雜含量的增加,其斷裂方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇┚Ы饫頂嗔?斷口呈現(xiàn)較多的韌性撕裂棱,塑性顯著增強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：Ni-Mn-Sn 磁性記憶合金 稀土Gd 馬氏體相變 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG139.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 課題研究目的及意義11-12
• 1.2 Ni-Mn-Ga磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶合金12-16
• 1.2.1 Heusler合金簡(jiǎn)介13
• 1.2.2 Ni-Mn-Ga合金的晶體結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.3 Ni-Mn-Ga合金的馬氏體相變14-15
• 1.2.4 Ni-Mn-Ga合金的磁感生應(yīng)變15-16
• 1.3 Ni-Mn-Sn磁驅(qū)動(dòng)形狀記憶合金16-20
• 1.3.1 Ni-Mn-Sn合金的晶體結(jié)構(gòu)18-19
• 1.3.2 Ni-Mn-Sn合金的馬氏體相變19
• 1.3.3 Ni-Mn-Sn合金的磁性能19-20
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 材料制備及試驗(yàn)方法22-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料22
• 2.2 組織結(jié)構(gòu)分析22-23
• 2.3 力學(xué)性能測(cè)試和斷口分析23
• 2.4 磁性能測(cè)試23-24
• 第3章 Ni-Mn-Sn-Gd合金的微觀組織與結(jié)構(gòu)24-31
• 3.1 引言24
• 3.2 Ni-Mn-Sn-Gd合金的顯微組織24-28
• 3.3 Ni-Mn-Sn-Gd合金的微觀結(jié)構(gòu)與相組成28-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 Ni-Mn-Sn-Gd合金磁性能31-38
• 4.1 引言31
• 4.2 Ni-Mn-Sn-Gd的磁化特征31-32
• 4.3 Ni-Mn-Sn-Gd合金馬氏體相變32-34
• 4.4 Ni-Mn-Sn-Gd合金的磁學(xué)特性34-37
• 4.5 本章小結(jié)37-38
• 第5章 Ni-Mn-Sn-Gd合金的力學(xué)性能38-48
• 5.1 引言38
• 5.2 Ni-Mn-Sn-Gd合金的壓縮變形行為38-41
• 5.3 斷口分析41-44
• 5.4 SPS燒結(jié)Ni-Mn-Ga44-46
• 5.5 本章小結(jié)46-48
• 結(jié)論48-49
• 參考文獻(xiàn)49-55
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文55-56
• 致謝56

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