【摘 要】
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近年来具有大推动力、快速相应频率的驱动材料引起了人们的广泛关注,其中铁磁形状记忆材料是目前已知的唯一一种能够发生无扩散可逆马氏体相变而兼具铁磁性和形状记忆效应的
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近年来具有大推动力、快速相应频率的驱动材料引起了人们的广泛关注,其中铁磁形状记忆材料是目前已知的唯一一种能够发生无扩散可逆马氏体相变而兼具铁磁性和形状记忆效应的新型智能材料.在已经发现的铁磁形状记忆材料中,NiMnGa合金以其大磁致应变、高的饱和磁化强度、低场下的快速相应频率以及较小的挛晶应力而倍受瞩目.该文研究了高Mn含量Ni<,50>Mn<,25+x>Ga<,25-x>(x=0-5)系列合金的成分、物理状态和热处理对其结构、磁性以及磁机械性能的影响.发现随Mn含量的增加,合金结构分别从奥氏体到转变为5M、7M和非调制结构的马氏体;晶格常数a伸长,b和c缩短,晶胞体积减小,电子浓度增加.马氏体转变开始温度M<,s>从x=2时的10.7℃上升到x=5时的102.7℃,即一个Mn原子代替一个Ga原子使M<,s>升高30℃.实验结果表明饱和磁化强度与马氏体结构无关.随Mn含量的增加,饱和磁化强度o<, s>,磁矩μ和磁转变温度T<,c>则表现出相反的变化趋势;但是,在某些情况下成分对T<,c>的影响很小.Ni<,50>Mn<,30>Ga<,20>的粉末和块状试样表现出不同的马氏体结构,分别为7M和非调制结构.而两种结构的饱和磁化强度和居里温度很接近.但是,该成分合金非调制结构的马氏体比7M马氏体稳定,这可能是由于非调制结构的自有能更低,所以发生向奥氏体的逆转变时导致更高的A<,s>温度,这与实验结果十分吻合.Ni<,50>Mn<,29>Ga<,21>单晶室温下的应力诱发应变超过7％,经过加热,试样尺寸可以完全恢复.同一单晶样品在0.6T磁场下室温和40℃时的磁致应变分别为0.4％和1.2％.
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