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随着环境问题与能源形势日益严峻,探寻新型制冷技术以取代弊端丛生的传统气体压缩制冷已经变得非常迫切。目前,基于固态相变热效应的制冷技术由于其绿色环保、高效节能等方面的优势成为新型制冷技术的有力候选者。在固态制冷技术中,弹热制冷由于显著的热效应、宽广的制冷窗口温度、廉价的设备需求成为固态制冷的研究热点。一般而言,Ni-Mn基形状记忆合金兼备多种固态制冷热效应,是一种极具潜力的制冷材料,然而Ni-Mn基形状记忆合金的本征脆性严重限制了该类合金的应用。此外,Ti-Ni基形状记忆合金显著的弹热温变使其成为弹热研究的热点,然而其较大的驱动应力、低的循环稳定性能也极大的限制了这类合金的应用。因此,本文以具备优异机械性能的Ni-Mn-Ti基合金以及高循环稳定性的Ti-Ni-Cu合金为研究对象,主要研究内容如下:(1)研究了 Ti含量对Ni51Mn31-xTi18+x(x=0、1、2)合金弹热性能与机械性能的影响。XRD结果表明该类合金在室温下由B2相(奥氏体)与5M(马氏体)相组成。随着Ti含量增加,样品的马氏体相变温度逐步降低,分析表明马氏体温度的降低起源于价电子浓度的下降。同时随着Ti含量的增加,室温下样品的机械性能得到改善,断裂强度从1000 Mpa增加到1500 Mpa附近。此外Ni51Mn30Ti19合金在室温下展示出优异的弹热性能,在500 Mpa应力卸载过程中温度变化达到-8.8 K,优于多数多晶Ni-Mn基形状记忆合金。同时,该合金表现出优异的循环稳定性,合金的温变在长达350个应力加卸载的循环过程中几乎没有出现衰减。(2)研究了 Fe、Co共掺杂Ni-Co-Fe-Mn-Ti合金中的弹热效应与磁热效应。XRD分析表明Ni37Co9Fe4Mn35Ti15合金在室温下由B2相与5M两相构成。M-T和DSC结果表明该合金马氏体相变温区位于室温附近。对相变过程中弹热温变以及磁熵变进行分析,发现该合金在400 Mpa应力加载过程中弹热温变高达6.3 K,同时该合金在3 T外场下的磁熵变达到8.4J·Kg-1K-1。此外,在超过1000次的应力循环过程中没有观察到样品弹热性能的衰减。以上结果表明Ni37Co9Fe4Mn35Ti15在室温区间多场制冷领域具备较大的潜力。(3)利用真空电弧熔炼制备了 Ti50-xNi35+xCu15(x=1、2、3)合金棒,研究了这类合金的力学和弹热性能。XRD测试表明该类合金在室温下为B2相、B19相以及富Ni沉淀的混合物。在500 Mpa单轴应力加载过程中Ti48Ni37Cu15合金温变达到8.6 K。经过数十次训练后,Ti48Ni37Cu15合金的弹热性能在300次的循环过程中没有观察到衰退。此外,该类合金具备优异的力学性能,断裂强度均大于1700Mpa。另外,进一步在Nb掺杂的(Ti50)Ni38Cu12)100)-xNbx合金实现了增强的弹热效应。在500 Mpa单轴应力下,(Ti50Ni38Cu12)90Nb10合金温变高达10.6 K,优于多数多晶形状记忆合金。经过数十次训练后样品加载卸载过程中的温变趋于稳定,在随后300次循环过程中该样品的弹热性能没有出现显著衰减。以上结果表明,该类合金是室温区间弹热制冷材料的有力候选者。