Fe-Pd形状记忆合金相稳定性及力学性能的第一性原理研究

来源 :沈阳师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiuluoyanyu1986
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合理设计的奥氏体fcc相Fe-Pd形状记忆合金具有良好的形状记忆性能、力学性能,在学术以及应用领域都具有重要研究价值,目前,是材料领域研究的热点,有希望代替Ni-Mn-Ga而成为更加好的形状记忆材料。随合金的组分以及制备工艺不同,合金中的原子占位不同,能导致原子有序度不同,此时合金的磁有序方式也可能发生改变,最终导致马氏体相变结构发生改变,出现马氏体相的fct相和bct相,其中由fcc到fct这一过程是可逆的,为热弹性相变,能够完成Fe-Pd的形状记忆效应,而由fcc到bct却是不可逆的,不能够实现形状记忆效应。因此,了解合金组分及制备工艺对合金的原子占位及磁有序的影响,从而了解这些影响对合金相稳定性及力学性能的改变规律、并合理恰当控制bct相的形成、有效利用易于fct相形成的有效因素,是实现对Fe-Pd合金形状记忆性能优化的关键。针对众多Fe-Pd合金,组分与原子占位情况很难用实验一一测量,原子及磁无序问题也为第一性原理计算造成极大困难。目前,仍对合金组分及原子占位情况影响Fe-Pd合金马氏体相变及力学性能等缺乏本质认识。本论文采用第一性原理EMTO-CPA方法系统研究Fe-Pd合金,由于已有的Fe-Pd合金实验数据较少不能将结果与理论值、实验值充分比较,我们借助于EMTO方法对Mn2NiGa有序合金立方相到四方相的马氏体相变计算值与已有实验值进行对比,从而验证EMTO-CPA方法对结构相变计算的准确性。然后研究了Fe-Pd合金组分及原子占位对奥氏体fcc相、马氏体bct相和fct相结构及相稳定性、力学性能影响,从而寻找形成fct相的有利因素,为解释fcc相优异性能,进一步合理控制合金组分,实现Fe-Pd合金形状记忆性能的优化提供理论基础。
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