ni基铁磁性形状记忆合金的结构磁性及马氏体相变分析

《ni基铁磁性形状记忆合金的结构磁性及马氏体相变分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除对己经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均込］文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：缸磊））名H期：/｛、马、？与关于学位论文版权使用授权的说明本人先伞了解wJ北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以F规定：学校有权采用彫印、缩印、日描、数字化

2、或其它一f段保存论文：学號权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流;学校有权向国家有关部门豆豆省机构送交论文的复印件和屯子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明〉学位论文作者签名：卩女口！我日期：—X；//•〃‘•吟师签J份守主第一章绪论引言现在社会正以空前的速度飞快地发展，在发展过程中强烈地依赖于材料、信息和能源产业。材料在其中扮演着举足轻重的作用。而智能材料是世界上迅速发展的材料技术的一个新领域。应用最广泛的智能材料有压电材料

3、•磁致伸缩材料和形状记忆合金。最近•发现了许多具有多种功能的新材料，如铁磁铁电材料，铁电形状记忆合金，铁磁性形状记忆合金。在本文工作中，我们更尖注铁磁形状记忆材料，它存在着一个大磁场诱导应变和马氏体相变。1.1形状记忆合金形状记忆效应(ShapeMemoryEffect,SME)是指，某些具有热弹性或应力诱发马氏体相变的材料处于马氏体状态，并进行在一定限度的变形后，在随后的加热并超过马氏体逆相变的临界温度时，材料能完全回复到变形前的形状和体积的性质。这类合金可恢复的应变量最高可达8%以上，比一般材料

4、要高得多【T形状记忆合金的分为三类门•单程记忆效应：合金形状发生改变后，即使温度再被冷却到低于Ms温度•其形状保持不变•这种只能记忆高温态形状的现象成为单程记忆效应。2.双程记忆效应：合金可以记忆住高温时的形态，又可记忆住低温时形状，即冷却到溫度低于Ms后，合金自发地恢复到初始塑性形变后所具有的形状，成为双程记忆效应。3•全程记忆效应：加热时记忆高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状，称为全程记忆效应。某些合金中具有形状记忆效应这一现象的发现•可以追溯到1938年美国哈佛大学的A.B.

5、Greningerh和Mooradian在Cu-Zn合金中发现了马氏体的热弹性转变，即在加热与冷却过程中•马氏体会随之收缩与长大。1951年张禄经和T・A•Read报道了原子比为1:1的CsCI型AuCd合金在热循环中会反复出现可逆相变。数年后•T•A•Read又和M•W•Burkard在InTi合金中发现了同样的可逆相变。一直到60年代初，这种观察到的形状记忆效应只看作是个别材料的特殊现象。直到1963年发现TiNi合金具有形状记忆效应之后，对形状记忆合金材料的研究才进入了一个新的阶段。70年代初

6、*又发现AuAINi合金也具有良好的形状记忆效应。到1975年左右，相继开发出具有形状记忆效应的合金达20多种。从80年代以后，形状记忆合金成了许多国家的热门学科。1.2铁磁性性形状记忆合金磁性形状记忆合金（MagneticShapeMemoryAlloy,MSMA）也称之为铁磁性形状记忆合金。它是一类新型形状记忆材料，不但具有传统形状记忆合金受温度场控制的热弹性形状记忆效应，而且具有受磁场诱发、控制的磁性形状记忆效应（MagneticShapeMemoryEffect,MSME）。这类材料具有如下

7、特点；合金兼有大的恢复应变、大的输出应力、高响应频率和可精确控制的综合特性，使其可能在大功率水下声呐、微位移器、震动和噪声控制、线性马达、微波器件、机器人等领域有着重要应用，有望成为压电陶瓷和磁致伸缩材料之后的新一代驱动与传感材料。传统的形状记忆合金，例如TiNi基、Fe基、Cu基合金等，虽然它们具有较大的可逆恢复应变和大的恢复力，但由于其受温度场驱动•其响应频率较低（约为1Hz左右）限制了它们的实际应用。与传统的形状记忆合金相比•电致和璇致伸缩材料虽具有较高的响应频率（~1000Hz左右），但可逆

8、应变量较小（最好的磁致伸缩材料Terfenal-D所能达到的最大应变量也只有0.17%），而且脆性较大•不能满足工程应用中对驱动部件的性能要求。开发出来新型的高响应频率、大恢复应变、大恢复力的新型驱动功能材料已成为目前研究的焦点。国际上对铁磁性形状记忆合金的集中研究开始于1996年・当时麻省理工学院的O'Handley教授等人发现Ni2MnGa中可能产生很大的•类似磁致伸缩的磁感生应变。之后，对这类材料的研究发展特别快，在这个领域的新材料和新功能的研究层出不穷。其中，