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Cu掺杂对Ni-Fe-Ga合金结构和相变的影响

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材料导报 2016年第24期30卷 21-24页

作者：刘红艳李歌天马星桥北京科技大学物理系北京100083

系统研究了Ni_(55-x)Cu_xFe_(18)Ga_(27)熔炼和甩带样品的结构和相变。研究结果表明:对于熔炼Ni_(55-x)Cu_xFe_(18)Ga_(27)(x=0,2.5,3.2,3.5,4,7,10,11,14,16),随着Cu含量的增加,马氏体相变温度由292K逐渐降低至125K。Cu替代Ni引起过渡金属近邻原子间相互交换作用的增强,导致居里温度除个别偏离外均随Cu含量增加而升高。这一特点表明,该类合金在高温处仍具有铁磁性。对于甩带Ni55-xCuxFe18Ga27(x=1,2,3,4),X射线衍射谱表明样品为纯的L21结构且晶格常数逐渐增大,克服了熔炼样品伴有γ相的缺点。甩带样品晶格常数增大导致过渡金属中3d电子之间d-d轨道交换相互作用减弱,引起马氏体相变温度降低。

关键词： Ni-Fe-Ga 结构转变马氏体相变磁性转变

Ga含量对Mn_(2-x)NiGa_(1+x)结构和磁性的影响

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物理学报 2016年第4期65卷 323-329页

作者：刘红艳柳祝红李歌天马星桥北京科技大学物理系北京100083

系统研究了铁磁性形状记忆合金Mn_(2-x)NiGa_(1+x)的结构、磁性和有序化转变.研究表明:随着Ga含量的增加,Mn_(2-x)NiGa_(1+x)的母相结构由Hg_2CuTi型逐渐转变到Cu_2MnAl型Heusler结构.母相的晶格常数先增加后降低,当x=0.3时达到最大值.0... 详细信息

系统研究了铁磁性形状记忆合金Mn_(2-x)NiGa_(1+x)的结构、磁性和有序化转变.研究表明:随着Ga含量的增加,Mn_(2-x)NiGa_(1+x)的母相结构由Hg_2CuTi型逐渐转变到Cu_2MnAl型Heusler结构.母相的晶格常数先增加后降低,当x=0.3时达到最大值.0.3 x 0.8时,材料除呈现Heusler结构的主相之外,还出现了Ni_2In型六角相.过渡金属中3d电子之间交换相互作用的减弱,导致Mn_(2-x)NiGa_(1+x)主相的居里温度由Mn_2NiGa的590 K逐渐降低至Ga_2MnNi的220 K左右;当x=0.6—0.8时,Ni_2In型六角相的居里温度与主相的居里温度出现分离.Ga对Mn的替代引起合金中原子间耦合作用的变化,导致低温下Mn_(2-x)NiGa_(1+x)的饱和磁化强度先增加后降低,即x 0.4时呈上升趋势,x>0.4时急剧下降.差热分析结果显示,随着x从0增加到1,样品熔化温度逐渐降低,B2相到Heusler相的转变温度先降低后增加.

关键词：铁磁形状记忆合金结构转变磁性 MnNiGa

高自旋极化材料CoFeXSn(X=Ti,V,Cr)合金的相稳定性、力学、热学性质以及电子结构

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功能材料 2023年第1期54卷 1159-1170页

作者：李歌天夏中昊柳祝红北京科技大学物理系北京100083

Co基Heusler合金具有高居里温度和高自旋极化率,在自旋电子学器件中表现出潜在的应用前景。通过第一性原理计算研究了CoFeXSn(X=Ti,V,Cr)合金的结构、磁性、机械性能、动力学稳定性和电子结构。研究结果表明,CoFeXSn(X=Ti,V,Cr)合金均以... 详细信息

Co基Heusler合金具有高居里温度和高自旋极化率,在自旋电子学器件中表现出潜在的应用前景。通过第一性原理计算研究了CoFeXSn(X=Ti,V,Cr)合金的结构、磁性、机械性能、动力学稳定性和电子结构。研究结果表明,CoFeXSn(X=Ti,V,Cr)合金均以LiMgPbSn型结构结晶并遵循优先占位规则。合金的磁性行为具有明显的分界,Co-Ti/V和Co-Cr合金内部的原子磁矩和磁耦合方式明显不同,但都基本符合Slater-Pauling行为。CoFeTiSn和CoFeVSn合金具有机械稳定性和动力学稳定性,而CoFeCrSn合金的声子谱线却有明显的虚频。电子结构的分析表明这些合金在某一自旋方向上均存在能隙,具有接近于半金属材料的性质。

关键词：第一性原理 Heusler合金弹性常数声子

Co_(2)MnSi_(1-x)Z_(x)(Z=B,P,As)Heusler合金的磁性和电子结构的第一性原理计算

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功能材料 2023年第2期54卷 2123-2128页

作者：李歌天夏中昊马星桥北京科技大学数理学院北京100083

通过第一性原理计算研究了Co_(2)MnSi_(1-x)Z_(x)(Z=B,P,As)Heusler合金的能带结构和自旋极化,同时也证明了具有不同价电子的其他元素Z对Si的取代可以控制费米能级在带隙中的移动。与此同时,随着同种Z元素浓度的变化,晶格参数具有接近... 详细信息

通过第一性原理计算研究了Co_(2)MnSi_(1-x)Z_(x)(Z=B,P,As)Heusler合金的能带结构和自旋极化,同时也证明了具有不同价电子的其他元素Z对Si的取代可以控制费米能级在带隙中的移动。与此同时,随着同种Z元素浓度的变化,晶格参数具有接近线性变化的特征,并且这些合金的能带结构具有相似的特点。不同合金的磁矩随价电子数呈线性变化趋势,符合Slater-Pauling行为。由计算结果可知,当x=0.125左右,Co_(2)MnSi_(1-x)P_(x)和Co_(2)MnSi_(1-x)As_(x)合金具有较好的电子性质和较高的自旋极化。

关键词：第一性原理计算 Heusler合金电子结构磁性

Cu对Ni_(50)Mn_(36)In_(14)相变和磁性的影响

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物理学报 2012年第10期61卷 474-478页

作者：柳祝红伊比李歌天马星桥北京科技大学物理系北京100083

文章研究了Cu替代部分Ni对铁磁性形状记忆合金Ni_(50)Mn_(36)In_(14)相变和磁性的影响规律.研究表明,在Ni_(50-x)Cu_xMn_(36)In_(14)中,随着Cu含量的增加,相变温度逐渐降低.Cu含量低于5%时,奥氏体的磁性强于马氏体的磁性,母相和马氏体... 详细信息

文章研究了Cu替代部分Ni对铁磁性形状记忆合金Ni_(50)Mn_(36)In_(14)相变和磁性的影响规律.研究表明,在Ni_(50-x)Cu_xMn_(36)In_(14)中,随着Cu含量的增加,相变温度逐渐降低.Cu含量低于5%时,奥氏体的磁性强于马氏体的磁性,母相和马氏体相的饱和磁化强度的差值△M随着Cu含量的增加而增大.当Cu含量x=4.5时,△M迅速增加到80 emu/g,并在该材料中观察到了磁场驱动的马氏体到奥氏体的转变,显示了该材料作为磁驱动磁电阻材料的潜在应用前景.当Cu含量高于5%时,奥氏体保持铁磁状态,马氏体相由反铁磁状态变为铁磁状态,马氏体的磁性强于奥氏体的磁性,△M大大削弱,磁场驱动性质消失.

关键词：磁性形状记忆合金磁驱动马氏体相变 NiCuMnIn

热处理与Mn掺杂对Fe_(2)Cr_(1-x)MnxGa合金相变、磁性的影响

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功能材料 2023年第11期54卷 11010-11014,11049页

作者：李歌天夏中昊彭璐马星桥北京科技大学物理系北京100083

通过对熔炼的Fe_(2)Cr_(1-x)MnxGa样品在不同温度下进行热处理来研究其对合金结构、磁性的影响。结果发现Fe_(2)Cr_(1-x)MnxGa的结构和磁性对热处理非常敏感,且存在一定程度的无序,制备的样品结构随不同条件的热处理发生变化,而结构的... 详细信息

通过对熔炼的Fe_(2)Cr_(1-x)MnxGa样品在不同温度下进行热处理来研究其对合金结构、磁性的影响。结果发现Fe_(2)Cr_(1-x)MnxGa的结构和磁性对热处理非常敏感,且存在一定程度的无序,制备的样品结构随不同条件的热处理发生变化,而结构的变化会进而影响合金的磁性行为。磁化强度会随着退火温度的增加而增加,说明通过热处理,样品的有序度得到提高。而随着Mn含量的掺杂,样品的磁化强度在降低,是由于掺杂的Mn原子使得Fe-Mn自旋磁矩反平行排列造成的。

关键词： Heusler合金结构磁性热处理

热处理冷却速率与Cr掺杂对Heusler合金Mn50-xCrxNi40In10相变、磁性以及磁热效应的影响

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功能材料 2020年第7期51卷 7130-7135页

作者： Algethami Obaidallah A 李歌天张强强马星桥北京科技大学物理系北京100083

本文采用电弧熔炼方法制备了两组Mn50-xCrxNi40In10(x=0,1,2)多晶系列样品,通过改变热处理的冷却速率与Cr掺杂量对样品的相变、磁性以及磁熵变进行了研究。结果表明,与淬火样品相比,慢冷合金的马氏体相变温度较高。随着Cr含量的增加,奥... 详细信息

本文采用电弧熔炼方法制备了两组Mn50-xCrxNi40In10(x=0,1,2)多晶系列样品,通过改变热处理的冷却速率与Cr掺杂量对样品的相变、磁性以及磁熵变进行了研究。结果表明,与淬火样品相比,慢冷合金的马氏体相变温度较高。随着Cr含量的增加,奥氏体的磁化强度逐渐降低,而马氏体的磁化强度逐渐增强。与淬火样品相比,慢冷样品在相变温度附近,奥氏体和马氏体的磁化强度增强。这主要是由于慢冷样品的原子有序度较高,从而导致其较高马氏体相变温度以及强磁性。不同的热处理冷却速率对Mn49Cr1Ni40In10合金的磁熵基本没有影响。此外,施加3 T磁场时,在Mn49Cr1Ni40In10合金中观察到约为13 J/(kg·K)的大的熵变。

关键词：热处理的速率马氏体相变磁热效应 MnCrNiIn

Sb对Mn_(50)Ni_(40)In_(10)合金相变及磁性的影响

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材料导报 2013年第16期27卷 10-13页

作者：李歌天柳祝红马星桥北京科技大学物理系北京100083

研究了Sb替代部分In对铁磁性形状记忆合金材料Mn50Ni40In10相变和磁性的影响。研究表明,在掺杂后形成的Mn50Ni40In10-x Sbx系列合金中,随着Sb含量的增加,马氏体的逆相变温度逐渐升高,居里温度逐渐降低。其相变温度的升高主要归结于电子... 详细信息

研究了Sb替代部分In对铁磁性形状记忆合金材料Mn50Ni40In10相变和磁性的影响。研究表明,在掺杂后形成的Mn50Ni40In10-x Sbx系列合金中,随着Sb含量的增加,马氏体的逆相变温度逐渐升高,居里温度逐渐降低。其相变温度的升高主要归结于电子浓度和晶格体积的变化以及电子轨道的杂化作用。Sb掺杂会导致样品马氏体相和奥氏体相之间的饱和磁化强度差ΔM的变化,x0.6时,ΔM随着掺杂量的增加而逐渐降低甚至减为零。x=0.6的样品(Mn50Ni40In9.4Sb0.6)在20kOe的外场作用下ΔM达到74emu/g,同时在该材料中观察到了磁场驱动的马氏体到奥氏体的转变,显示出该材料作为磁驱动形状记忆材料的潜在应用前景。

关键词：磁性形状记忆合金磁驱动马氏体相变 MnNiInSb

Mn_(2)NiSn掺杂Ni、Co体系的结构与磁性研究

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原子与分子物理学报 2021年第5期38卷 149-156页

作者：李歌天张强强柳祝红北京科技大学物理系北京100083

本文通过在Heusler合金Mn_(2)NiSn中掺杂Ni、Co元素对其结构与磁性交换作用变化进行了研究.结果表明,在Mn_(2-x)Ni_(1+x)Sn体系中,随着Ni逐渐替代Mn,合金结构会由立方XA逐渐向L21结构转变.由于Ni原子相对于Mn原子具有较小的原子半径,Ni2... 详细信息

本文通过在Heusler合金Mn_(2)NiSn中掺杂Ni、Co元素对其结构与磁性交换作用变化进行了研究.结果表明,在Mn_(2-x)Ni_(1+x)Sn体系中,随着Ni逐渐替代Mn,合金结构会由立方XA逐渐向L21结构转变.由于Ni原子相对于Mn原子具有较小的原子半径,Ni2MnSn相对于Mn_(2)NiSn体积大概收缩1.2%.Mn含量的减少使得最近邻的Mn(A)-Mn(B)间反铁磁交换作用减弱,导致居里温度由x=0时的519 K接近线性的降低到x=1时的340 K.当用Co元素替换部分Mn元素时,即Mn_(2-y)Co_(y)NiSn中,复杂的原子占位使得Mn(A)-Mn(B)交换作用降低的同时伴随着Co-Mn之间铁磁交换作用的增强,两者交换作用的竞争导致居里温度先降低后升高,临界点出现在y=0.3处.在Mn_(2)Ni_(1-z)Co_(z)Sn体系中,当Co替代部分Ni时,由于Ni-Mn之间的交换作用小于Co-Mn之间的交换作用,交换作用的增强导致居里温度随着Co含量的增加逐渐升高.室温下的饱和磁化强度也随着掺杂量的增大逐渐增大.

关键词： Heusler合金原子占位磁交换作用