NiMnInFe合金磁场下相变的同步高能X射线研究

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NiMnIn磁控形状记忆合金不仅有形状记忆效应,还有响应频率快,可控精准,大应力和高可逆应变输出等优点,成为继NiMnGa合金之后的理想新型智能材料。NiMnInFe合金马氏体相变是由磁场直接诱发马氏体相变,这使得在NiMnlnFe合金中产生几乎完整的形状记忆效应,因此它无论在学术上还是在应用领域中都有重要研究价值。本文主要研究磁场对Ni50Mn34In14Fe2合金相变的影响,利用理论指导与实验分析相结合的手段,在马氏体和奥氏体相变温度的确定、磁场对相变的影响和低温合金加磁实验研究方面做了以下工作:(1)本文通过高能X射线衍射实验对加热和冷却的Ni50Mn34In14Fe2合金的晶体结构进行分析。确定奥氏体为L21结构,晶格常数a=5.985339A。通过对马氏体相的二维衍射谱分析确定马氏体相为1OM马氏体结构。(2)采用差示扫描量热法测定马氏体和奥氏体相变温度,根据DSC原理,确定相变点,得到马氏体相变温度Ms=250K、Mf=240K,奥氏体相变温度As=250K、Af=260K。(3)进一步研究发现,在低于奥氏体相变温度施加磁场可诱发马氏体相向奥氏体相转变;施加磁场时温度越高,磁场诱发相变所需的磁场强度越小。在温度低于Mf点时保温施加磁场,退磁场后,马氏体相衍射斑点能完全恢复,温度高于Mf点时施加磁场,马氏体相变驱动力达不到马氏体相变所需,马氏体相衍射斑点不能完全恢复。(4)对低温下多晶Ni20Mn34In14Fe2合金研究发现,低温下Ni50Mn34In14Fe2合金施加入射束方向为[100]的强磁场能够诱发马氏体逆相变,退磁后合金转变成近单晶状态。
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