基于新磁驱动机制铁基磁控形状记忆合金设计地研究

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1、万方数据AThesisinMaterialscienceI[IIIIII[IIllIMIIIIIIlllllIIIIJ0123675Fe-—basedmagneticshapememoryalloysl-'·l●l'oesignandstUdiesDaseaonanewmagnetic-·field-drivenmechanismByChenZheSupervisor：ProfessorWangYandongNortheasternUniversityJune2012万方数据独创性声明本人声明，所呈交的

2、学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：印泺钮日期：山，2，．占，巧7学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编

3、入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两长／学位论文作者签名：邛乐趣签字日期：0zol2．6、拶导师签名：签字日期：万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于新磁驱动机制的铁基磁控形状记忆合金设计研究摘要随着现代社会的进步和高新技术的发展，人们对材料提出了各种各样的功能需求。需求就是动力，就是方向。磁控形状记忆合金因具有磁感生应变／应力大，反应速度快等优点成为未来重要磁传感器和磁驱动器的理想材料。按功能行为机理不同，磁控形状记忆合金可分两类。第一类是Ni

4、．Mn-Ga系合金，其马氏体为铁磁相，磁诱发应变／应力效应源自铁磁马氏体变体在磁场作用下发生重排。第二类是Ni．Mn．Co．In系合金，其马氏体为反铁磁(或顺磁)相，母相为铁磁相，磁诱发应变／应力是通过磁场诱发马氏体相向母相的转变引起的。受不同的磁诱发应变／应力机制控制，这两类合金在磁控功能行为方面各具特色，成为各国材料学家和物理学家竞相研究的重点之一。目前，人们对磁控形状记忆合金的研究多数集中在以上两类具有不同磁诱导应变／应力机制的合金体系上。磁场驱动择优取向机制下，合金能够获得较大的感生应变，但是输

5、出应力较小。磁场诱导相变机制下，虽能够获得较高的输出应力，但是感生应变又相对较低。为克服这一问题，本论文从两种机制的物理本质出发，一方面提出将两种磁感生机制相结合，获得双驱动磁控形状记忆合金这一设想；另一方面以Fe基形状记忆合金为主，对实现双驱动磁感生应变／应力的可行性进行了探索，得到以下结论：(1)合金存在马氏体转变、母相(奥氏体)与马氏体间磁化强度差异明显、马氏体相呈铁磁状态是磁控形状记忆合金存在双驱动磁感生应变／应力机制的基础，也是双驱动磁控形状记忆合金设计的基本准则。(2)在Fe．Mn．Ga体系

6、中：(a)特定成分下存在顺磁态的奥氏体向铁磁态马氏体的转变过程，并伴随磁场诱导相变发生，是构建双磁感生机制的理想材料：Fe43Mn28Ga29合金中，7T外磁场作用下，△必=4．1l∽；(b)合金马氏体转变温度对成分十分敏感：当Ga含量一定时，马氏体转变温度随Mn含量的增加而上升；Mn含量一定时，Ga含量的提高会降低合金的马氏体转变温度；(c)添加Co元素会抑制合金马氏体转变，提高母相奥氏体的居里温度。．II．万方数据东北大学硕士学位论文摘要(3)Fe．Co．Ge体系中，Ge含量对合金室温组织有显著的影

7、响。当Ge>20at．％时合金室温下呈双相组织；当Ge<20at．％时，合金呈单相奥氏体组织。该奥氏体为完全无序的A2结构，合金没有磁感生应力／应变所需的马氏体转变过程。(4)Fe．Mn．Ge体系中，Ge元素抑制合金的马氏体转变：当Ge>6at．％时合金室温下基本为奥氏体组织；当Ge<6at．％时，马氏体转变温度高于室温，室温下马氏体为反铁磁态。添加一定Co元素后，室温下马氏体有向铁磁态转变的趋势，有利于磁场驱动马氏体变体择优取向的发生。关键词：磁控形状记忆合金、磁感生应变／应力、磁场驱动择优取向、磁场

8、诱导马氏体相变、Fe基形状记忆合金．．III．．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractFe—basedmagneticshapememoryalloysdesignandstudiesbasedonanewmagnetic—-field—-drivenmechanismAbstractAsthedevelopmentofmodernsocietyandnewtechnology，thereisallincreasingdemandfo