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高锰NiMn Ga磁性样式纪念关金基础物性与显微机闭 29 品比拟较能

来源:未知 作者:admin 人气: 发布时间:2019-03-07
摘要:图3 7示出了NiB50BMnB28BGaB22B合金正在磁力显微镜下查看到的40m的正方形区域内拍摄的磁畴照片 采用软磁针尖扫描样品表貌。1总结了退火态NiB50BMnB26xBGaB24 xB合金 的马氏体相变温度和逆相变温度。可能看到居里温度要远远高于马氏体相变温度 TBmB 解释NiB50

  图3 7示出了NiB50BMnB28BGaB22B合金正在磁力显微镜下查看到的40m的正方形区域内拍摄的磁畴照片 采用软磁针尖扫描样品表貌。1总结了退火态NiB50BMnB26xBGaB24 xB合金 的马氏体相变温度和逆相变温度。可能看到居里温度要远远高于马氏体相变温度 TBmB 解释NiB50BMnB26BGaB24B合金正在377K温度以下其母相和马氏体相都是铁磁性的。马氏体高锰NiMn Ga磁性样式回顾合金根基物性与显微构造 29 品比拟较可能看到很显着的区别 即加热和冷却历程中吸热峰和放热峰都变得万分的锐利 半峰宽显着变幼 但扫数峰蕴涵面积增大 解释其热焓有了显着的推广。这解释不行浅易的用电子浓度的变更来注释合金室温饱和磁化强度的变更!

  NiB50BMnB28BGaB22B合金铸态样品的MBsB和ABsB分手为288K和297K 退火样品的MBsB和ABsB分手为289K和299K 其相变温度正在室温相近 于是属于第二类合金。为通晓释本文中Mn含量对马氏体相变温度的影响 咱们估量了三种因素合金的价电子浓度。而处于全部马氏体状况的NiB50BMnB30BGaB20B合金则再现出难磁化特质 然则饱和磁化强度到达了94 04emu g。于是 为取得精良的磁感生应变本能 对待合金晶体构造和显微构造的磋议瑕瑜常须要的。举行磁力显微镜查看的试样条件很是正经 除了样品表貌条件没有划痕以表 还必需息灭正在造样历程中引入的内应力 这是由于若是有内应力存正在就会对磁针爆发影响 从而取得的不是确实的磁畴状貌 而是参加了良多假象。3分手给出NiB50BMnB28BGaB22B合金和NiB50BMnB30BGaB20B合金退火前后的DSC弧线B合金肖似两种因素合金样品经历退火后所测得的DSC弧线上吸热峰和放热峰都比铸态样品要显得锐利 热焓都变大 且正在加热和冷却历程中也只发作一步马氏体相变和逆相变。NiB50BMnB28BGaB22B的磁化弧线时退火态样品所测得的交换磁化率弧线Fig Temperaturedependence lowfield ac magnetic susceptibility NiB50BMnB26xBGaB24 xB alloy 00Ac susceptibility Ni50Mn30Ga20Ni50Mn26Ga24Ni50Mn28Ga22哈尔滨工业大学工学博士学位论文34 磁化特质 且其饱和磁化强度介于NiB50BMnB26BGaB24B合金和NiB50BMnB30BGaB20B合金之间 为64 67emu g。通过明白DSC结果 该合金的马氏体相变温度为362 5K 略高于通过交换磁化率本事测得的居里温度 即马氏体相变和磁性转嫁简直同时发作。由L2B1B晶体构造图可知 若是这种环境发作 则个别Mn原子之间的间隔将要幼于0 41nm Mn Mn间距变幼 导致一个别Mn Mn酿成反铁磁耦合 使总体Mn Mn相易效力削弱 居里温度消浸。已知Ni Mn Ga合金的磁性苛重起源于Mn的局域磁矩 Mn原子间的相易效力依赖Ga第3章 高锰Ni Mn Ga磁性样式回顾合金根基物性与显微构造 33 原子和Ni原子供应的传导电子的自旋极化竣工。试样经历死板研磨、扔光 然后正在773K下保温八个幼时 随炉冷却到室温 以息灭渣滓应力。由表31可见 跟着Mn含量的推广 合金的马氏体相变温度和逆相变温度均随之升高。磋议说明 因素影响马氏体相变温度的微观机造是因为因素厘革导致合金合座价电子浓度 的变更P42 106 108 P。正在5M和7M的马氏体相中可取得的最大磁感生应变分手为6 而正在T型马氏体中则取得15的孪晶再取向应变P 13 67 68 P。100mb100m 核心等轴晶区Fig Opticalmicrographs NiB50BMnB26BGaB24Balloy equiaxedgrains zone columnargrains zone centralequiaxed grains zone高锰NiMnGa磁致样式回顾合金的微观构造与马氏体相变构造,第一次是正在377K 弧线发作了一次向上的跳跃 说明正在这一温度发作了从顺磁性到铁磁性的一个转嫁 也便是说NiB50BMnB26BGaB24B的居里温度是377K 不绝降温 当温度来到231K时首先发作第二次突变 这回弧线发作了向下的跳跃 维系DSC明白结果 咱们领集合金正在这一温度发作了马氏体相变 由于母相和马氏体相的磁晶各向异性的分别 从而导致了交换磁化率的降低。NiB50BMnB28BGaB22B合金的磁力显微镜照片Fig MFMimage NiB50BMnB28BGaB22Balloy roomtemperature 高锰NiMn Ga磁性样式回顾合金根基物性与显微构造 37 NiMn Ga合金的晶体构造 因为Ni Mn Ga合金的X射线衍射模范卡片还没有创设 于是对待本文中的X射线衍射谱苛重参照文件中已有的实践结果举行标定 苛重参照的文件为 11 25 27 114 116 试验合金正在室温下为bcc构造的母相三个峰的密勒指数满意h 4n参照文件 四个峰分手标定为 220 440母相的点阵常数为 5840nm。按照初始磁化弧线咱们可能采用趋近饱和定律来估量出合金的饱和磁化强度P 102 103 对待NiB50BMnB26BGaB24B合金来说因为合金的马氏体相变温度显着低于室温 于是合金正在室温时处于母相状况 磁化弧线再现出易磁化特质 其饱和磁化强度只要43 85emu g。

  对待NiB50BMnB28BGaB22B 合金 衍射谱较为庞杂 如图3 经历频频比对咱们以为衍射谱苛重由马氏体和母相的衍射峰构成 这也和DSC测试图3 NiB50BMnB26xBGaB24 xB NiB50BMnB26BGaB24B合金 NiB50BMnB30BGaB20B合金 Fig raydiffraction patterns NiB50BMnB26BGaB24Balloy NiB50BMnB28BGaB22Balloy NiB50BMnB30BGaB20Balloy 00M202M444M224M214M004M222M022Intensity 2thetadeg Ni50Mn30Ga20M001600 A400 A220 M440M040M400M222M220Intensity NI50Mn28Ga22M040005000A422A440A400A220Ni50Mn26Ga24Intensity 哈尔滨工业大学工学博士学位论文38 确定该合金马氏体相变正在室温相近相吻合。eBNiB、eBMnB和eBGaB分手流露每个Ni Mn和 Ga 原子的价电子 通过查找元素周期表 分手为10 3dP8P4sP2P 3sP2P4pP1P。K Oikawa等P 102 105 P提到正在1073K下举行长工夫的退火加迅疾冷却可以抬高Ni Mn Ga合金的有序度 而对待Ni Mn Ga这种有序构造的金属间化合物 其相变温度与有序度有着严密的接洽 咱们以为跟着合金有序度的抬高 合金的相变温度较之退火之前也就有了较大的抬高。微观,因为电弧炉熔炼历程中采用水冷铜坩锅冷却冷却速率很速 铸锭的晶粒构造由三个区域构成 最表层由很薄的一层藐幼等轴晶粒构成 如图a 图b所示是笔直于模具内壁 长而粗大的柱状晶粒区 核心个别也是由等轴晶构成 但其巨细要比表层的晶粒要大得多 如图c。此中的马氏体为正方构造 点阵常数a 为NiB50BMnB30BGaB20B合金的X射线M马氏体的衍射峰来标定 点阵常数 5404是正交的晶体构造。他们的结果说明跟着Mn的参加合金的电子浓度推广 会惹起Ni Mn Ga合金的饱和磁化强度增大 但当电子浓度到达7 5时为最大值 随后电子浓度的推广反而使饱和磁化强度消浸 这是因为过量的Mn的参加使得反铁磁性增大 而正在3 2节中咱们曾经估量了三种合金的电子浓度 均横跨了7 5。估量结果列正在表3 1中。同时咱们还呈现退火后试样的马氏体相变温度及其逆相变温度均比铸态 NiB50BMnB26BGaB24B合金DSC弧线Fig DSCcurve NiB50BMnB26BGaB24Balloy 6182022 Heat Flow mW Temperature 10203040 Heat Flow mW Temperature 哈尔滨工业大学工学博士学位论文30 样品要高。可见 跟着Mn庖代Ga 因为Mn的价电子比Ga原子的多 于是跟着Mn含量的推广 价电子浓度线性推广 这也注释了为什么Mn含量的推广可以抬高马氏体相变温度。NiB50BMnB30BGaB20B合金的 铸态样品MBsB和ABsB分手为357K和361K 退火样品的MBsB和ABsB分手为362K和363K 其相变温度显着高于室温 于是属于第三类合金。正在仍旧Ni百分比稳定 用Mn庖代个别Ga时 合金的居里温度CT随Mn含量的推广而消浸 这是由于合金中的Mn的含量高于化学计量比NiB2BMnGa中Mn的含量时 过剩的Mn原子吞没Ga原子的职位。研商到NiB50BMnB28BGaB22B合金的马氏体相的磁晶各向异性要显着高于母相 咱们以为这些铁磁性相是马氏体 明暗条纹畴反应了马氏体的磁畴构造 而母相因为磁性较弱难以被软磁针探测到 于是基底是母相。6分手示出了NiB50BMnB26BGaB24B合金和NiB50BMnB28BGaB22B合金正在200K低温下均处于全部马氏体状况 的初始磁化弧线 两种因素合金的磁化弧线均露出难磁化特质 饱和磁化强度分手为87 04emu g和79 62emu 铸态NiB50BMnB26xBGaB24 xB 合金正在300K温度时的初始磁化弧线Fig initialmagnetization curves NiB50BMnB26xBGaB24 xB castsamples 300K 708090100M emu OeNi50Mn26Ga24 Ni50Mn28Ga22 Ni50Mn30Ga20第3章 高锰Ni Mn Ga磁性样式回顾合金根基物性与显微构造 35 NiMn Ga多晶合金的磁畴构造 处于磁场中的磁性资料 当磁场强度推广时 它的磁化强度也随之推广 并最终到达饱和磁化强度这一极限值 这个历程被称作工夫磁化 technical magnetization 搜罗磁畴畴壁的位移和磁畴磁化强度目标的动弹两个历程 于是磋议磁性资料正在分别状况下的磁畴状貌对待深化通晓其磁学本能有着很紧要的事理。NiB50BMnB28BGaB22B合金的居里温度是366 8K 同样高于马氏体相变温度。且没有呈现其他峰存正在 也只是发作一步马氏体相变和逆相变 马氏体正逆相变肇端温度分手为232K和238K。而当Mn含量到达30 经历退火此后样品ABsBMBsB只要1K 简直不存正在相变滞后 这将有利于抬高工程使用中驱动器的反映速率。NiMn Ga合金的磁化强度 5所示为铸态NiB50BMnB26xBGaB24 xB 合金正在300K温度时的初始磁化弧线。当合金因素厘革时 Mn Mn原子间距发作变更 以致相易效力也发作变更 从而导致居里温度有所厘革P 110 111 P。价电子浓度的估量公式如下 100 50 50GaMnNiexexeae a流露电子浓度x为Mn含量 分手为2628和30。

  可见MBsB 270K 按照文件 33 对Ni Mn Ga合金马氏体相变的分类 属于第一类合金 其低温马氏体为体心正方调造的5M马氏体。这种地步正在其他因素的Ni Mn Ga合金中也被呈现过P 109 110 梁婷等人周密磋议了NiMn Ga合金中 Ni庖代Mn、Ga而惹起的马氏体相变温度和磁性转嫁温度的变更顺序 呈现合金的电子浓度e 61和771之间时 合金马氏体相变和磁性转嫁同时发作。NiB50BMnB30BGaB20B合金的居里温度是358K 和前两种合金分另表是 该合金的交换磁化率弧线正在居里温度猝然升高后就地消浸 这解释该合金的马氏体相变温度和居里温度根基重合 母相是顺磁性的。Chernenko等人P 42 P磋议了电子浓度正在7 1之间的NiMn Ga合金的马氏体相变温度和居里温度随电子浓度e a的变更顺序 呈现马氏体相变温度与居里温度存正在两种闭联 68时合金TBmB TBcB 68时合金TBmB TBcB。高锰Ni,

  构造与,NiMn Ga合金的磁本能 NiMn Ga合金的居里温度 4示出了NiB50BMnB26xBGaB24 xB合金当x 2和4时退火态样品所测得的交换磁化率随温度变更弧线B合金 其交换磁化率弧线跟着温度的降低 分手浮现了两次突变。从图中可能看到由少许明暗条纹构成的不礼貌畴分散正在玄色的基体中 此中的明暗条纹分手代表磁化矢量目标相反的磁畴。重心接头马氏体相变首先温度MBsB 可见MBsB从x 0时的232K NiB50BMnB30BGaB20B合金DSC弧线Fig DSCcurve NiB50BMnB30BGaB20Balloy quenched04550 Heat Flow mW Temperature 3040 Heat Flow mW Temperature 退火态样品Fig DSCcurve NiB50BMnB28BGaB22Balloy quenched4045505560 Heat Flow mW Temperature Heat Flow mW Temperature 高锰NiMn Ga磁性样式回顾合金根基物性与显微构造 31 抬高到x 4时的362K 马氏体相变温度的推广和Mn含量之间根基呈线性递增闭联 可能用下面的闭联式来表达 dMBsB dx 32 5K。合金构造,本文磋议的NiB50BMnB30BGaB20B合金的电子浓度为7 正好相符马氏体温度和居里温度重迭所需满意的电子浓度要求。研商到长工夫的高温退火后使得合金因素变得愈加匀称 于是导致相变峰的锐利化。这是由于Ni Mn Ga合金的L2B1B型晶体构造安定性同晶体内的导电电子浓度数亲昵闭连 正在必然的电子 原子的比例下 当费米面同 110 晶体的周期构造能安定的存正在。Ni,可见 跟着合金中Mn含量的推广 合金室温下的饱和磁化强度随之增大 这一变更顺序分别于Heczko等人P 56 108 P的磋议结果。当用Ni来代替MnGa或以Mn代替Ga时 会使晶体内的电子 原子比例分别 晶体正在周期的目标上就会有伸长或缩短的趋向 对应的晶体构造就不行安定存正在 从而使马氏体转嫁温度升高。对三种因素合金退火前后的DSC弧线举行比拟可能呈现 铸态样品的相变峰都不显着且宽化 而经历高温退火后其相变峰都变得相当的锐利和显着 且热焓大大推广 通过以上结果明白可知 Ni Mn Ga合金退火可以增大相变热焓。对拥有分别晶体构造马氏体的NiMn Ga合金举行的磁感生应变测试说明 磁感生应变的巨细正在实质上取决于马氏体相构造类型P 83 P。高锰NiMn Ga磁性样式回顾合金根基物性与显微构造 29 品比拟较可能看到很显着的区别 即加热和冷却历程中吸热峰和放热峰都变得万分的锐利 半峰宽显着变幼 但扫数峰蕴涵面积增大 解释其热焓有了显着的推广。通过研Mn含量 ABsBMBs 26232 229 238 241 5428 289 286 299 301 10 6230 362 357 363 368 退火态NiB50BMnB26xBGaB24 xB 合金相变温度和价电子浓度Tab Transformationtemperatures valenceelectron per atom NiB50BMnB26xBGaB24 xB alloysafter quenching 哈尔滨工业大学工学博士学位论文 32 究Mn含量和马氏体相变温度之间闭联 为现实使用中支配马氏体相变温度奠定了表面基本。

  从样品的磁力争来看 正在室温下多晶样品中呈现了拥有笔直各向异性的铁磁性相镶嵌正在弱磁性的基底中。本文采用磁力显微镜对NiB50BMnB28BGaB22B多晶样品退火后的磁畴构造举行查看。NiMn Ga合金的显微构造构造 Ni Mn Ga合金的相变很是庞杂 存正在一步或两步马氏体相变 天生的马氏体构造类型也相应分别 苛重存正在正方五层调造构造 5M、10M 、正交七层调造构造 7M、14M 和正方无调造构造 。样式回顾,美高梅的娱乐网站,美高梅mgm平台由于这三种合金正在室温下分手为母相、母相 马氏体和马氏体 已知Ni Mn Ga合金中母相和马氏体的磁晶各向异性是有分歧的 于是正在比拟合金室温饱和磁化强度时还必要将合金的相状况研商进去。按照样品的图3 铸态NiB50BMnB26xBGaB24 xB 合金正在200K温度时的初始磁化弧线Fig initialmagnetization curves NiB50BMnB26xBGaB24 xB castsamples 200K 708090 Ni50Mn28Ga22Ni50Mn26Ga24哈尔滨工业大学工学博士学位论文 36 交换磁化率测试结果可知 NiB50BMnB28BGaB22B合金的居里温度为366 且显着高于合金的马氏体相变和逆相变温度解释合金的母相和马氏体相均拥有铁磁性。马氏体相变,NiMn Ga合金的光学显微构造 是正在奥氏体状况下拍摄的NiB50BMnB26BGaB24B多晶合金铸态构造的金相照片。从表中咱们还可能呈现 Mn含量为28 的合金其相变滞后ABsB MBsB最大 到达了10K。Ga,若是针尖与样品磁畴畴内磁矩矢量目标平行时 二者间的互相效力力是吸引的 正在MFM 图像中再现为暗区 若是反平行则是排斥的 再现为亮区 图像反差周期对应于吸引和排斥的周期。比拟NiB50BMnB26 xBGaB24 xB 合金的居里温度可见跟着Mn含量的增大 合金的居里温度也随之降低 从377K消浸到358K 大致成线性闭联。且没有呈现其他峰存正在 也只是发作一步马氏体相变和逆相变 马氏体正逆相变肇端温度分手为232K和。高锰NiMn Ga磁性样式纪念关金基础物性与显微机闭 29 品比拟较能够看到很昭彰的差别 即加热和冷却进程中吸热峰和放热峰都变得万分的锋利 半峰宽昭彰变幼 但统统峰包蕴面积增大 证实其热焓有了昭彰的添补。且没有发明其他峰存正在 也只是发作一步马氏体相变和逆相变 马氏体正逆相变肇始温度分散为232K和2_相变焓

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