论文部分内容阅读
铁磁形状记忆合金NiMnGa和NiMnIn由于大的磁致应变引起了人们的极大关注,然而合金的多晶脆性制约了实际应用。单晶具有相对较好的延展性,但单晶的成本较高且不易成型。此外,多晶中一些不相容的晶界阻碍磁场诱发大应变,为克服这些缺点,研究形状记忆合金—高分子复合材料变得有意义。本文中选用两种不同磁场驱动机制的合金Ni51Mn27Ga22和Ni45Co5Mn36.6In13.4合金为基础,利用高能球磨制备一定粒度的合金粉末,并将该粉末与环氧树脂复合,成功制备了环氧树脂基复合材料。整个实验过程中,通过金相,差示扫描量热计法(DSC),X射线衍射(XRD)研究了两种合金处于不同状态时的相变和结构特点；通过压缩应力—应变实验,振动样品磁强计研究了复合材料中压力诱发马氏体变体重取向和压力诱发马氏体相变的行为；本课题还通过实验证实了复合材料中的磁场诱发应变能力。研究结果表明：Ni51Mn27Ga22合金在室温下是体心四方非调制马氏体结构,高能球磨20分钟后,应力诱发使合金粉末中的马氏体由非调制转变为调制马氏体结构；Ni45CO5Mn36.6In13.4合金在室温下是七层调制马氏体和母相共存的结构,经过高能球磨后,马氏体相变点有所降低,球磨后的合金粉末转变成母相结构；将球磨制备的合金粉末通过与环氧树脂复合成功的制备了Ni51Mn27Ga22—环氧树脂复合材料和Ni45Co5Mn36.6In134—环氧树脂复合材料,与原始合金相比,复合材料的塑形得到了很大的改善；Ni51Mn27Ga22—环氧树脂复合材料室温为调制马氏体结构,通过压缩应力—应变曲线以及压缩前后磁化强度曲线比较,证实了该复合材料中压力可诱发马氏体变体重取向;Ni45Co5Mn36.6In13.4—环氧树脂复合材料室温是母相结构,通过压缩前后的磁化强度曲线比较,证实了该复合材料中压力可诱发母相—马氏体相变；压缩卸载后,Ni51Mn27Ga22—环氧树脂复合材料留下了3%的应变,施加磁场,应变可回复2%,这个磁场诱发应变回复是通过磁场诱发马氏体变体重取向引起的,与其对应的Ni51Mn27Ga22原始合金相比,磁场诱发应变值得到了很大的提高；压缩卸载后,Ni45Co5Mn36.6In13.4—环氧树脂复合材料留下了1.8%的应变,施加磁场,应变可回复1%,这个磁场诱发应变回复是通过磁场诱发马氏体—母相反相变引起的,与其多晶合金相比,该复合材料保留了可观的磁场诱发应变,且塑性得到了极大改善。