γMnFe基合金雙程形狀記憶效應(yīng)和磁誘發(fā)應(yīng)變機制探索.pdf

1、本文論述了γMnFe基合金雙程形狀記憶效應(yīng)和磁誘發(fā)應(yīng)變機制。 高錳γMnFe合金中存在順磁-反鐵磁相變和面心立方（FCC）—面心四方（FCT）馬氏體結(jié)構(gòu)相變，兩種相變幾乎在同一溫度發(fā)生，其產(chǎn)物為四方熱彈性馬氏體孿晶。由于這種孿晶的存在使得該合金擁有高阻尼性能和形狀記憶效應(yīng)等功能。而且，反鐵磁轉(zhuǎn)變和馬氏體相變的耦合關(guān)系決定了合金無滯后的形狀記憶特點。研究該合金雙程形狀記憶效應(yīng)機制，發(fā)展γMnFe穩(wěn)定的雙程形狀應(yīng)變響應(yīng)特性，對于在驅(qū)

2、動控制領(lǐng)域有非常重要的意義。 除了溫度誘發(fā)的形狀記憶效應(yīng)之外，γMnFe合金反鐵磁態(tài)在低磁場下具有高達10-3磁誘發(fā)應(yīng)變，這對于工程應(yīng)用領(lǐng)域又將是一個非常有意義的課題。反鐵磁狀態(tài)本身不顯示磁性，卻能夠在低磁場下顯示宏觀應(yīng)變，相對于鐵磁性的磁致伸縮材料或者磁形狀記憶合金，有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。研究γMnFe合金磁誘發(fā)應(yīng)變的機理，對實現(xiàn)穩(wěn)定的磁誘發(fā)應(yīng)變響應(yīng)，滿足工程應(yīng)用將具有很具吸引力。 本文分兩個部分：雙程形狀記憶效應(yīng)的探索

3、研究和磁誘發(fā)應(yīng)變機理的探索研究。 采用熱膨脹法研究預(yù)應(yīng)變和一定的訓(xùn)練對合金雙程形狀回復(fù)影響的研究，并提出雙程形狀回復(fù)量和雙程形狀回復(fù)率的計算方法。并且結(jié)合前人對γMnFe合金的電鏡研究工作，認為γMnFe合金在降溫和升溫過程中在馬氏體轉(zhuǎn)變點附近觀察到花呢狀組織，該組織是反鐵磁短程有序引起的，它是實現(xiàn)雙程形狀記憶效應(yīng)的微觀本質(zhì)原因。 γMnFe合金具有熱彈性馬氏體，預(yù)應(yīng)變可以使得馬氏體變體擇優(yōu)取向，從而獲得較大的應(yīng)變回復(fù)。

4、雙程形狀回復(fù)始終小于單程形狀回復(fù)量，高錳MnFe合金雙程形狀記憶效應(yīng)，與NiTi、CuZnAl合金不同的是，雙程形狀回復(fù)率達到100％，而且預(yù)應(yīng)變1.6％試樣在50次熱循環(huán)之后雙程形狀回復(fù)保持不變，而且馬氏體轉(zhuǎn)變點保持不變。 對磁誘發(fā)應(yīng)變的研究，主要通過測量中錳含量的MnFe合金反鐵磁奧氏體相和高錳的反鐵磁馬氏體孿晶相的兩種合金在-1.0T~0~+1.0T磁場下加載和卸載過程的應(yīng)變曲線變化，多晶合金在預(yù)壓條件下，外加磁場誘發(fā)宏觀