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Ni-Mn基铁磁形状记忆合金马氏体相变及交换偏置效应的研究

作　者: 徐莉莎
导　师: 王瑞龙
学　校: 湖北大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 铁磁形状记忆合金 马氏体相变 交换偏置效应
分类号: TG139.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


Ni-Mn基铁磁形状记忆合金在马氏体相变过程及马氏体状态下表现出丰富的物理现象及潜在的应用前景,近年来备受人们的关注。我们主要研究马氏体相变温度的调节以及其在TB温度以下的交换偏置效应。本文工作主要包括：1.后续退火对块材Ni44Mn45Sn11的相变及磁热性能的影响我们系统研究了低温后续退火对块材的Ni44Mn45Sn11形状记合金马氏体相变和磁热性能的影响。与之前研究的甩带样品相比较,实验结果表明,随着后续退火温度的升高,马氏体相变起始温度明显降低,而奥氏体的居里温度也略有降低。这都可以归结为原子有序度降低导致的晶格体积膨胀。虽然磁熵变的峰值也明显的降低,然而当后续退火温度在小于等于300K的时候,由于峰宽变大,磁制冷能力得到显著提高。2.热循环对N150Mn36Sb14合金反铁磁自旋结构和交换偏置的影响我们系统研究了热循环对Ni50Mn36sb14合金反铁磁界面结构和交换偏置效应的影响。实验结果显示,经历不同高温温度热循环后的磁滞回线(5K)由原来的单向偏移而转变为双向偏移。而这种现象可以用反铁磁界面模型来直观的解释。这主要是由于热循环能驱动更深一层的马氏体转变,即从钉扎的铁磁相到反铁磁相,从而导致反铁磁自旋在界面处的重组。本结果充分说明了在铁磁-反铁磁界面处自旋结构对交换偏置效应的重要影响。3.零场冷下阻塞温度TB附近剩磁对N150Nb36Sb14合金交换偏置场的调节作用我们系统研究了在TB温度以上,剩磁对合金样品N150Mn36sb14交换偏置效应的影响。磁滞回线在5K的时候出现了双向偏移,当降低剩余磁矩(MR)到负值时,磁滞回线的对称中心也逐渐随之从负到正变化,即|HEB|随着|MR|的增大逐渐增大。这主要是由于在降温的过程中,FM区域的双磁畴结构压印到AFM区域的磁畴磁畴结构。以上实验结果表明,零场冷模式下改变阻隔温度TB附近剩磁是一种调节Ni50Mn36Sb14合金交换偏压的有效方式。4.Al和Ge的掺杂对Ni-Mn-Sb合金交换偏压的影响我们系统研究了Ni5oMn36S的磁性能,马氏体相变和交换偏置效应,发现Ge掺杂后的Ni-Mn-Sb合金的TM和TB温度降低,而Al掺杂后的Ni-Mn-Sb合金的TM和TB温度升高,交换偏置场也会随着Al/Ge的掺杂而升高或降低(在TH温度以下)。以上这些物理现象我们都可以归结于合金内部铁磁间相互影响的增强或减弱。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章 绪论  11-29
  1.1 引言  11
  1.2 Heusler合金的马氏体相变  11-14
    1.2.1 马氏体相变  11
    1.2.2 Heusler Ni-Mn-Z(Z=In, Sn, Sb)合金的结构及磁性起源  11-13
    1.2.3 Heusler合金的相变温度影响因素  13-14
  1.3 交换偏置效应  14-24
    1.3.1 引言  14-16
    1.3.2 交换偏置效应的基本现象  16-18
    1.3.3 交换偏置主要的研究体系  18
    1.3.4 影响FM/AFM体系交换偏置效应的几种因素  18-20
    1.3.5 交换偏置效应的机理  20-24
  1.4 本文研究意义、内容及目标  24-25
    1.4.1 后续退火对块材Ni_(44)Mn_(45)Sn_(11)的相变及磁热性能的影响  24
    1.4.2 热循环对Ni_(50)Mn_(36)Sb_(14)合金反铁磁自旋结构和交换偏置的影响  24
    1.4.3 零场冷下剩磁对Ni_(50)Mn_(36)Sb_(14)合金交换偏压的影响  24-25
    1.4.4 Al和Ge的掺杂对Ni-Mn-Sb合金交换偏压的影响  25
  1.5 参考文献  25-29
第二章 样品制备及性能表征  29-33
  2.1 样品制备  29-31
    2.1.1 样品熔炼  29-30
    2.1.2 热退火  30-31
  2.2 结构及性能表征  31-33
    2.2.1 X射线衍射  31
    2.2.2 磁性测量  31-33
第三章 低温后续退火对块材Ni_(44)Mn_(45)Sn_(11)的相变及磁热性能的影响  33-42
  3.1 引言  33-34
  3.2 样品制备与测试  34
  3.3 实验结果与讨论  34-39
    3.3.1 XRD测试分析  34-35
    3.3.2 热磁曲线  35-39
  3.4 小结  39-40
  3.5 参考文献  40-42
第四章 热循环对Ni_(50)Mn_(36)Sb_(14)合金反铁磁自旋结构和交换偏置的影响  42-51
  4.1 引言  42-43
  4.2 样品制备与测试  43
  4.3 实验结果与讨论  43-48
  4.4 小结  48
  4.5 参考文献  48-51
第五章 零场下剩磁对Ni_(50)Mn_(36)Sb_(14)合金交换偏置效应的调节  51-59
  5.1 引言  51-52
  5.2 样品制备与测试  52
  5.3 实验结果与讨论  52-57
  5.4 小结  57
  5.5 参考文献  57-59
第六章 Al和Ge的掺杂对Ni-Mn-Sb合金交换偏压的影响  59-68
  6.1 引言  59
  6.2 样品制备与测试  59-60
  6.3 实验结果与讨论  60-65
    6.3.1 结构分析  60-61
    6.3.2 磁性分析  61-65
  6.4 小结  65-66
  6.5 参考文献  66-68
第七章 工作总结与展望  68-70
硕士期间发表的文章  70-71
致谢  71

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 合金学与各种性质合金 > 其他特种性质合金 > 形状记忆合金
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