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性能及磁性質(zhì)研究

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【摘要】：Ni-Mn-Sn合金可以由磁場直接誘發(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。與此同時,在磁驅(qū)相變的過程中,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,嚴重制約其應(yīng)用與發(fā)展。論文通過摻雜稀土Gd元素,保持合金的磁學特性的基礎(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、物性測量等測試方法系統(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、力學性能與磁性能及其影響因素,闡明了稀土Gd元素對Ni-Mn-Sn合金組織相變的影響規(guī)律;通過斷口分析,揭示了Gd元素對Ni-Mn-Sn合金的增韌機制。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,居里溫度沒有明顯變化。相變溫度的升高,主要是因為Gd(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合金的力學性能。Gd元素的含量對合金的壓縮斷裂強度和斷裂應(yīng)變有顯著影響。當Gd摻雜含量為2at.%時,壓縮斷裂強度和斷裂應(yīng)變達到最大值。Gd摻雜可以改變合金力學性能的原因主要是因為Gd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。
【關(guān)鍵詞】：Ni-Mn-Sn 磁性記憶合金 稀土Gd 馬氏體相變 力學性能
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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)動形狀記憶合金12-16
• 1.2.1 Heusler合金簡介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 本文主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 材料制備及試驗方法22-24
• 2.1 實驗材料22
• 2.2 組織結(jié)構(gòu)分析22-23
• 2.3 力學性能測試和斷口分析23
• 2.4 磁性能測試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49-55
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文55-56
• 致謝56

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1 劉宗昌;;關(guān)于馬氏體相變機制的研究[J];熱處理;2012年02期

2 徐祖耀;;馬氏體相變熱力學[J];上海冶金;1979年01期

3 M.柯亨;鐘群鵬;;《馬氏體相變》講座 第一講 馬氏體相變的一般性質(zhì)[J];材料科學與工程;1983年01期

4 張金岷;;馬氏體相變的相干聲子模型[J];山東工學院學報;1983年04期

5 王笑天;;關(guān)于參加1982年國際馬氏體相變會議的簡報[J];金屬熱處理;1982年11期

6 王笑天;;參加1982年國際馬氏體相變會議的情況匯報[J];金屬熱處理;1983年03期

7 唐電;;氧化鋯的馬氏體相變[J];材料科學與工程;1986年04期

8 蔣正行;李玉昌;張建新;;馬氏體相變和碳的擴散[J];河北工學院學報;1987年02期

9 徐祖耀;;馬氏體相變研究的進展和瞻望[J];金屬學報;1991年03期

10 侯家璽,葛艷玲;利用最優(yōu)化理論研究馬氏體相變中不變應(yīng)變原理[J];焊接技術(shù);1997年02期

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1 韋廣梅;賈秀麗;史志銘;王川;;應(yīng)力誘發(fā)下的多晶集合體宏細觀馬氏體相變模擬[A];中國力學學會學術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 馮偉;張燦輝;;馬氏體相變中相界面剪切應(yīng)力計算[A];“力學2000”學術(shù)大會論文集[C];2000年

3 謝漢庭;;對《馬氏體相變與馬氏體》書內(nèi)圖2-87上兩個不同看法[A];第十五屆華東地區(qū)熱處理年會暨華東地區(qū)熱處理年會三十周年紀念活動論文摘要集[C];2006年

4 盧慧娟;李亮;姜世全;;變溫馬氏體相變瞬態(tài)溫度場的三維有限元分析[A];山東省金屬學會理化檢驗學術(shù)委員會理化檢驗學術(shù)交流會論文集[C];2009年

5 石瑋;郭正洪;戎詠華;陳世樸;徐祖耀;;原子力顯微鏡測定馬氏體相變切變角新方法[A];第十一次全國電子顯微學會議論文集[C];2000年

6 張驥華;鄧華銘;陳樹川;徐祖耀;;反鐵磁轉(zhuǎn)變與馬氏體相變耦合的阻尼機制[A];第四屆中國功能材料及其應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];2001年

7 陳樹川;徐祖耀;張驥華;;Cu-Zn-Al合金烏氏體相變內(nèi)耗與馬氏體穩(wěn)定比[A];內(nèi)耗與超聲衰減——第二次全國固體內(nèi)耗與超聲衰減學術(shù)會議論文集[C];1988年

8 朱小明;黃紅波;林俊;李世民;夏元復(fù);;核電站三回路海水中不銹鋼腐蝕的相變研究[A];Hyperfine Interaction and Nuclear Solid State Physics--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2001年

9 龔明;;銅基形狀記憶合金顯微拉伸加卸載原位觀測[A];2010年海峽兩岸材料破壞/斷裂學術(shù)會議暨第十屆破壞科學研討會/第八屆全國MTS材料試驗學術(shù)會議論文集[C];2010年

10 李哲;徐坤;周效鋒;陽葉軍;敬超;張金倉;;Ni-Co-Mn-Sn哈斯勒合金磁場誘導(dǎo)馬氏體相變的熱力學效應(yīng)研究[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第三卷）[C];2011年

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1 楊哲一;Ti-V-Al基輕質(zhì)記憶合金的馬氏體相變與力學行為[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

2 耿永紅;時效調(diào)控型Fe-Ni-Co-Al-Ta-B合金的熱彈性馬氏體相變研究[D];上海交通大學;2015年

3 閆紹盟;鐵磁性形狀記憶合金的馬氏體相變與晶體學[D];華中科技大學;2011年

4 崔玉亭;NiMnGa合金的熱力學效應(yīng)和應(yīng)用功能研究[D];重慶大學;2004年

5 宋固全;馬氏體相變材料的宏細觀本構(gòu)模型研究[D];清華大學;1996年

6 李聰;鈦合金應(yīng)力誘導(dǎo)馬氏體相變影響因素及力學性能研究[D];湖南大學;2013年

7 牛建鋼;氧對β-Ti_3Nb合金馬氏體相變的影響[D];北京科技大學;2014年

8 李哲;新型Ni-Mn基四元哈斯勒合金的相變熱力學效應(yīng)和磁性能研究[D];上海大學;2011年

9 高麗;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性能[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

10 豐焱;Ni-Mn-In基合金的馬氏體相變與結(jié)構(gòu)和性能[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

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1 楊玲;Heusler合金功能材料的設(shè)計與制備[D];河北工業(yè)大學;2015年

2 李春光;Ni-Mn基Heusler鐵磁形狀記憶合金磁性質(zhì)及馬氏體相變理論研究[D];哈爾濱理工大學;2013年

3 董妍;Cu摻雜Ni_(49)Fe_(18)Ga_(27)Co_6和Ni_(51.5)Mn_(26.5)Ga_(22)磁性形狀記憶合金的馬氏體相變及微觀結(jié)構(gòu)研究[D];東北大學;2014年

4 李艷波;Ni-Fe-Ga-(Co)鐵磁形狀記憶合金的晶體結(jié)構(gòu)、馬氏體相變和磁性能的研究[D];東北大學;2014年

5 張琨;Ni-Mn-Sn-Gd磁性記憶合金的馬氏體相變與力學性能及磁性質(zhì)研究[D];哈爾濱理工大學;2016年

6 廖軍;熱彈性馬氏體相變弛豫的研究[D];合肥工業(yè)大學;2007年

7 蔣昌云;45鋼馬氏體相變過程聲發(fā)射信號特征研究[D];東北石油大學;2012年

8 覃事品;亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼中應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體相變演化及其本構(gòu)模型[D];北京理工大學;2015年

9 朱成忠;熱彈性馬氏體相變內(nèi)耗現(xiàn)象及機理的研究[D];合肥工業(yè)大學;2010年

10 司良;鈦基合金馬氏體相變的第一性原理研究[D];西北大學;2013年

，

本文編號：754987