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Unraveling magnetic properties and martensitic transformation in mn-rich ni-mn-sn alloys:first-principles calculations and experiments

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Rare Metals 2024年第4期43卷 1769-1785页

作者： Yu Zhang Jing Bai Ke-Liang Guo Jia-Xin Xu Jiang-Long Gu nicola Morley Qui-Zhi Gao Yu-Dong Zhang Claude Esling Xiang Zhao Liang Zuo Key Laboratory for Anisotropy and Texture of Materials(Ministry of Education) School of Material Science and EngineeringNortheastern UniversityShenyang110819China Key Laboratory of Dielectric and Electrolyte Functional Material Hebei Province School of Resources and MaterialsNortheastern University at QinhuangdaoQinhuangdao066004China Department of Material Science and Engineering University of SheffieldSheffieldS13JDUK State Key Laboratory of Metastable Materials Science and Technology Yanshan UniversityQinhuangdao066004China Laboratoire d’Étude des Microstructures Et de Mécanique des Matériaux University of Lorraine57045MetzFrance

We have investigated the phase stability,magnetic properties,and martensitic transformation thermodynamics/kinetics of the ni_(24-x)mn_(18+x+y)sn_(6-y)(x,y=0,1,2)system by combining the first-principles calculations and *** calculation results show that the optimized lattice parameters are consistent with the experimental ***,we obtain the relation equation for the austenite formation energy(E_(form-A))and mn content(X_(mn)):E_(form-A)=507.358X_(mn)-274.126,as well as for the six-layer modulated(6M)martensite formation energy(E_(form-6M))and ni content(X_(ni)):E_(form-6M)=-728.484X_(ni)+*** ternary phase diagram of the total magnetic moment was *** excess mn will reduce the total magnetic moment of 6M(Mag6M)and non-modulated(NM)(MagNM)martensites,with the following equations relating the total magnetic moment and mn content:Mag_(6M)=-15.905X_(mn)+7.902and Mag_(NM)=-14.781X_(mn)+7.411,while the effect on austenite is *** variation of total magnetic moment is mainly dominated by the mn atomic magnetic *** 3d electrons of mn_(sn)(mn at sn sublattice)play an important role in magnetic properties from the perspective of the electronic density of *** on the thermodynamics of martensitic transformation,the alloys will likely undergo austenite?6M?NM transformation *** the thermodynamic and kinetic results,the martensitic transformation temperature decreases with x increasing and increases with y *** results are expected to provide reference for predicting the phase stability and magnetic properties of nimn-sn alloys.

关键词： ni-mn-sn First-principles calculations Martensitic transformation Magnetic property Kinetics

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哈斯勒合金ni-mn-sn的马氏体相变与反磁热性质

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物理学报 2008年第6期57卷 3780-3785页

作者：敬超李哲陈继萍鲁玉明曹世勋张金仓上海大学物理系上海200444

通过结构以及磁性测量,研究了哈斯勒合金ni50mn25+xsn25-x(x=11,12)的马氏体相变和磁热性质.结果表明,与样品在奥氏体相的磁性不同,由于在马氏体相中反铁磁交换作用的增强,导致铁磁和反铁磁在马氏体状态下共存.此外,通过Maxwell方程,研... 详细信息

通过结构以及磁性测量,研究了哈斯勒合金ni50mn25+xsn25-x(x=11,12)的马氏体相变和磁热性质.结果表明,与样品在奥氏体相的磁性不同,由于在马氏体相中反铁磁交换作用的增强,导致铁磁和反铁磁在马氏体状态下共存.此外,通过Maxwell方程,研究了两样品在不同磁场变化下马氏体相变温度附近的反磁热性质,并阐明了该系列合金产生大的正磁熵变(ΔSM)不仅与其在降温过程中发生马氏体相变所导致的磁跃变(ΔM)有关,而且与发生马氏体相变所经历的温度区间有密切的联系.

关键词：哈斯勒合金 ni-mn-sn 马氏体相变正磁熵变

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ni-mn-sn合金缺陷稳定性和磁性能的第一性原理研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2021年第6期51卷 140-147页

作者：熊晨辰刘叠纪天鸿王皓宇郑建友任付伟赵骧白静东北大学秦皇岛分校资源与材料学院秦皇岛066004 东北大学材料各向异性与织构重点实验室沈阳110819 河北省电介质与电解质功能材料重点实验室秦皇岛066004

ni-mn-sn合金是一种极具工业应用潜力的新型铁磁形状记忆合金,化学成分对ni_(2)mn_(1+x)sn_(1-x)合金的马氏体相变和磁性能影响重大,而在成分调整过程中势必会产生一系列的点缺陷.本文使用量子力学计算软件包VASP(Vienna ab-initio soft... 详细信息

ni-mn-sn合金是一种极具工业应用潜力的新型铁磁形状记忆合金,化学成分对ni_(2)mn_(1+x)sn_(1-x)合金的马氏体相变和磁性能影响重大,而在成分调整过程中势必会产生一系列的点缺陷.本文使用量子力学计算软件包VASP(Vienna ab-initio software package)研究了包含反位缺陷、空位和原子交换在内的点缺陷对ni-mn-sn合金的结构稳定性、磁性能和电子结构的影响.通常借助第一性原理计算可以高效经济地对不同成分下合金的相变、磁性能和弹性性能展开研究,而且还可以得到不能直接用实验方法获得母相和产物相的基态能量、相变驱动力以及微观磁性能.研究结果表明,大多数点缺陷的形成能为负值,表明这些缺陷能够在ni-mn-sn合金中形成并稳定存在.富mn贫sn是实验中常见的成分设计,势必会在合金中产生大量形成能相对较低的mnsn反位缺陷.sn空位的形成大大降低了母相的稳定性,促进合金发生马氏体相变.当过量的mn占据sn位时,mn-mn间距减小30%,导致过量mn的磁矩反平行于正常mn原子的磁矩方向排列.本研究有助于更好地理解ni-mn-sn合金的马氏体相变行为及其基础物理性能.

关键词： ni-mn-sn 形状记忆合金马氏体相变缺陷稳定性磁性能

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Effect of Co substitution on magnetic properties of ni-mn-sn magnetic shape memory alloys

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第4期24卷 1053-1057页

作者：曹伽牧谭昌龙田晓华李钦赐郭二军王丽萍曹一江哈尔滨理工大学应用科学学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150080

The effect of Co substitution on magnetic properties of ni-mn-sn shape memory alloy was revealed by first-principles calculations. Large magnetization difference in ni-mn-sn alloy obtained by addition of Co arises from enhancement of magnetization of austenite due to change of mn-mn interaction from anti-ferromagnetism to ferromagnetism. Total energy difference between paramagnetic and ferromagnetic austenite plays an important role in magnetic transition of ni-Co-mn-sn. The altered mn 3d states due to Co substitution give rise to difference in magnetic properties.

关键词： ferromagnetic shape memory alloys ni-mn-sn first-principles calculation magnetic properties

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ni-mn-sn-Gd磁性记忆合金的马氏体相变与力学性能及磁性质研究

Ni-Mn-Sn-Gd磁性记忆合金的马氏体相变与力学性能及磁性质研究

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作者：张琨哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

ni-mn-sn合金可以由磁场直接诱发母相到马氏体之间的转变,具有响应频率高,输出应变大的特点。与此同时,在磁驱相变的过程中,伴随着丰富的物理内涵与现象,使其具备广阔的应用前景。但是该合金脆性大,严重制约其应用与发展。论文通过掺杂... 详细信息

ni-mn-sn合金可以由磁场直接诱发母相到马氏体之间的转变,具有响应频率高,输出应变大的特点。与此同时,在磁驱相变的过程中,伴随着丰富的物理内涵与现象,使其具备广阔的应用前景。但是该合金脆性大,严重制约其应用与发展。论文通过掺杂稀土Gd元素,保持合金的磁学特性的基础上,显著地改善了合金塑性。本文采用非自耗真空电弧熔炼制备ni50mn36sn14-x Gdx(x=0,0.1,0.2,0.5,1,2 at.%)的合金材料。同时采用扫描电镜观察、X射线衍射分析、示差量热扫描分析、室温压缩试验、物性测量等测试方法系统研究了ni-mn-sn-Gd合金的显微组织结构、马氏体相变行为、力学性能与磁性能及其影响因素,阐明了稀土Gd元素对ni-mn-sn合金组织相变的影响规律;通过断口分析,揭示了Gd元素对ni-mn-sn合金的增韧机制。研究结果表明,稀土Gd的掺杂可以使ni-mn-sn合金的晶粒显著细化,随着Gd含量的增加,晶粒尺寸减小。ni-mn-sn-Gd合金的显微组织由基体和第二相组成。随着Gd含量的增加,第二相的数量随之增加,尺寸变大,第二相主要沿晶界分布。磁性测试表明,ni-mn-sn-Gd合金保持磁性材料的性质。在加热和冷却过程中发生一步热弹性马氏体相变和逆相变。随着稀土Gd含量的增加,相变温度升高,居里温度没有明显变化。相变温度的升高,主要是因为Gd(ni,mn)4sn相的形成,导致合金基体中mn含量的增加。压缩断裂试验结果表明,稀土Gd的掺杂可以显著提高ni-mn-sn合金的力学性能。Gd元素的含量对合金的压缩断裂强度和断裂应变有显著影响。当Gd掺杂含量为2at.%时,压缩断裂强度和断裂应变达到最大值。Gd掺杂可以改变合金力学性能的原因主要是因为Gd的掺杂改变了ni-mn-sn合金的断裂方式。ni-mn-sn基体合金的断裂方式为沿晶断裂,因此脆性很大,机械性能很差;随着Gd掺杂含量的增加,其断裂方式逐渐转变为穿晶解理断裂,断口呈现较多的韧性撕裂棱,塑性显著增强。

关键词： ni-mn-sn 磁性记忆合金稀土Gd 马氏体相变力学性能

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ni-mn-sn-Fe磁性记忆合金力学性质及磁性能研究

Ni-Mn-Sn-Fe磁性记忆合金力学性质及磁性能研究

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作者：邰智鹏哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

ni-mn-sn合金可以由磁场直接诱发母相到马氏体相之间的转变,具有响应频率高,输出应力大的特点。与此同时,在磁驱相变的过程中,伴随着丰富的物理内涵与现象,使其具备广阔的应用前景。但是该合金脆性大、驱动门槛值高的问题严重制约了它... 详细信息

ni-mn-sn合金可以由磁场直接诱发母相到马氏体相之间的转变,具有响应频率高,输出应力大的特点。与此同时,在磁驱相变的过程中,伴随着丰富的物理内涵与现象,使其具备广阔的应用前景。但是该合金脆性大、驱动门槛值高的问题严重制约了它的应用与发展。本文通过掺杂Fe元素,在提高ni-mn-sn合金磁性能的同时改善了合金的力学性能。采用非自耗真空电弧熔炼制备ni50-xFexmn38sn12（x=0,3 at.%）及ni50-xFexmn39sn11（x=0,3,4,6 at.%）的合金材料。同时采用扫描电镜观察、X射线衍射分析、示差量热扫描分析、室温压缩试验、物性测量等测试方法系统研究了 ni-mn-sn-Fe合金的显微组织结构、马氏体相变行为、力学性能与磁性能及其影响因素,阐明了 Fe元素对组织结构以及相变的影响规律;通过断口分析揭示了 Fe元素对ni-mn-sn合金的增韧机制;并通过第一性原理揭示了 Fe掺杂对ni-mn-sn磁性质的影响机理。研究结果表明,在ni-mn-sn合金中掺杂Fe元素替代ni可以引入第二相,随着掺杂Fe含量的增加,第二相的体积分数逐渐增加。ni50-xFexmn38sn12（x=0,3 at.%）及 ni50-xFexmn39sn11（x=0,3,4,6 at.%）合金在冷却与加热过程中发生热弹性马氏体相变及逆相变,Fe元素的掺杂改变了合金的基体成分,随着Fe含量的增加,马氏体相变温度降低。压缩断裂试验结果表明,Fe的掺杂可以显著改变ni-mn-sn合金的力学性能。Fe元素的含量对合金的压缩断裂强度和断裂应变有显著影响。当Fe掺杂含量为4at.%时,压缩断裂强度达到724MPa断裂应变达到9.24%。Fe掺杂可以改善合金力学性能的原因主要是因为Fe的掺杂改变了 ni-mn-sn合金的断裂方式。ni-mn-sn基体合金的断裂方式为沿晶断裂,因此脆性很大,机械性能很差;随着Fe掺杂含量由0 at.%的增加到4at.%,其断裂方式逐渐转变为穿晶解理断裂,断口呈现较多的韧性撕裂棱,塑性明显增强。但是当Fe含量达到6at.%时,由于合金中第二相的体积分数明显增加将基体割裂成小岛状,在第二相与基体的相界面处容易产生应力集中,导致裂纹的形成与扩展。因此合金的断裂强度及断裂应变与Fe含量4 at.%相比稍有降低。磁性测试表明,掺杂Fe可以提高合金两相之间的饱和磁化强度差,两相之间的饱和磁化强度大达到 28.1emu/g,并且ni50mn39sn11、ni47Fe3mn39sn11、ni46Fe4mn39sn11 和 ni44Fe6mn39sn11合金可以由磁场驱动其马氏体相变,掺杂Fe后的合金磁驱相变更为明显。

关键词： ni-mn-sn 磁性记忆合金 Fe掺杂力学性能磁性质

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ni-mn-sn合金薄膜制备及马氏体相变和磁性质研究

Ni-Mn-Sn合金薄膜制备及马氏体相变和磁性质研究

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作者：曹伽牧哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

本文采用磁控溅射技术制备了 ni-mn-sn磁性形状记忆合金薄膜。采用X射线衍射分析、原子力显微镜观察、台阶仪测量等方法系统研究了制备工艺对ni-mn-sn薄膜化学成分、表面形貌、膜厚及微观组织结构的影响规律。此外,揭示了 Co掺杂对ni-mn... 详细信息

本文采用磁控溅射技术制备了 ni-mn-sn磁性形状记忆合金薄膜。采用X射线衍射分析、原子力显微镜观察、台阶仪测量等方法系统研究了制备工艺对ni-mn-sn薄膜化学成分、表面形貌、膜厚及微观组织结构的影响规律。此外,揭示了 Co掺杂对ni-mn-sn磁性质的影响机理、阐明了外加压力作用下ni-mn-sn的马氏体相变及磁性质的变化规律及其物理本质。研究表明,随溅射功率升高,ni-mn-sn合金薄膜中ni含量减少,mn含量增加,sn含量小幅增加。随Ar工作压强的升高,薄膜中的ni含量小幅减少,sn含量小幅增加,mn含量变化较小。薄膜ni、mn和sn的溅射产额受衬底温度影响较小。随溅射功率或Ar工作压强增大,ni-mn-sn薄膜表面粗糙度相应增大。此外,ni-mn-sn薄膜膜厚随溅射功率和溅射时间增大近似线性增加,而Ar工作压强或衬底温度的变化对薄膜膜厚影响很小。研究发现,在衬底温度为室温下制备出的ni-mn-sn合金薄膜的XRD衍射峰宽化,说明薄膜无序度很高,仅呈部分结晶状态。在衬底加热至823K下制备的薄膜,其XRD特征衍射峰宽变窄且强度增加,表明采用衬底加热的方法可制备出结晶良好、有序度较高的ni-mn-sn薄膜。计算结果表明,掺杂Co使ni-mn-sn合金中mn-mn相互作用从反铁磁作用转变为铁磁作用。Co掺杂对ni-mn-sn磁交换作用的影响直接改变其磁矩大小。掺杂Co的ni-mn-sn母相的饱和磁化强度随mn含量增加近似线性增大,还从电子层次阐明Co掺杂提高ni-mn-sn总磁矩的物理本质。计算研究发现,ni-mn-sn母相的总磁矩随压力的增加而线性减小,这与压力作用下晶格常数减小和能带展宽有关。随着压力的增加,ni-mn-sn母相的顺磁态与铁磁态的总能量差减小,居里温度降低。研究表明,增大压力使ni-mn-sn的马氏体相对于母相变得更稳定,因此马氏体相变温度随之升高,其原因在于压力增强了马氏体中mn3d和ni3d态之间的杂化。

关键词： ni-mn-sn 磁性形状记忆合金薄膜磁控溅射马氏体相变

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ni-mn-sn合金马氏体相变温度及组织的研究

Ni-Mn-Sn合金马氏体相变温度及组织的研究

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作者：赵金成东北大学

学位级别：硕士

制冷技术在我们的日常生活和工业生产中得到了广泛的应用。但随着人们对生态环境的重视,试图改善传统的压缩-膨胀制冷方式带来的臭氧层的破坏,并寻求可以替代传统制冷方式的新技术。与传统制冷方式相比,磁制冷不需要压缩机,无震动、噪音... 详细信息

制冷技术在我们的日常生活和工业生产中得到了广泛的应用。但随着人们对生态环境的重视,试图改善传统的压缩-膨胀制冷方式带来的臭氧层的破坏,并寻求可以替代传统制冷方式的新技术。与传统制冷方式相比,磁制冷不需要压缩机,无震动、噪音小,制冷效率高,对环境无破坏的特点,引起了人们的关注。磁制冷技术的核心在于磁制冷材料,所以研究磁制冷材料的性质与特点对提高制冷效率,实现商业化生产非常重要。本文研究了磁制冷材料ni-mn-sn合金的马氏体相变特点,结合马氏体的组织形貌、晶体结构、相变过程的分析,研究了以下内容：(1)研究了铸态ni50mn37sn13合金样品的马氏体相变温度的宽泛现象,发现合金铸态样品中成分偏析严重,枝晶间与枝晶干上产生成分差异使马氏体相变温度范围展宽。通过均匀化退火使枝晶间与枝晶干上的成分差异减小,马氏体转变集中在一个较窄温度范围内。(2)研究不同的均匀化退火时间与ni50mn37sn13合金样品的马氏体相变的关系,发现在900℃分别进行2h与48h的退火后,退火时间越长原子扩散后分布越均匀,晶格常数差异越小,室温下马氏体相变转变分数越高。(3)研究不同的均匀化退火温度与ni50mn37sn13合金样品的马氏体相变的关系,发现经900℃、950℃和1000℃温度退火后,退火温度越高合金成分分布越均匀,平均晶粒度越大,晶界越少,界面能越小,马氏体相变阻力越小,室温下马氏体转变分数越高。(4)研究不同的冷却速率与ni50mn37sn13合金样品的马氏体相变的关系,发现退火后炉冷样品与淬火样品相比,炉冷时母相中位错以及晶粒内的缺陷少,马氏体相变的阻力小,马氏体相变开始温度提高,马氏体含量少,为40马氏体结构。淬火时马氏体相变温度低,马氏体含量高,为1OM马氏体结构。

关键词：哈斯勒合金 ni-mn-sn 马氏体相变成分偏析均匀化退火

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ni-mn-sn高温磁性记忆合金的设计研究

Ni-Mn-Sn高温磁性记忆合金的设计研究

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作者：韩秉伦哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

ni-mn-sn磁性形状合金因其独特的磁驱马氏体相变,具有大磁感生应变、巨磁热效应、巨磁阻效应等特性,可应用于磁驱传感、能源环境和信息存储等领域。然而,该合金的工作温度较低,严重限制了其在高温环境的应用。此外,在一些特殊场合,需要... 详细信息

ni-mn-sn磁性形状合金因其独特的磁驱马氏体相变,具有大磁感生应变、巨磁热效应、巨磁阻效应等特性,可应用于磁驱传感、能源环境和信息存储等领域。然而,该合金的工作温度较低,严重限制了其在高温环境的应用。此外,在一些特殊场合,需要根据环境的变化而改变其工作温度。因此开发具有高工作温度和宽工作温区的ni-mn-sn磁性形状记忆合金是当前亟待解决的重要问题。元素掺杂和施加应力可显著改变ni-mn-sn合金的相稳定性和磁性质,有望成为调控其工作温度和工作温区的有效途径。为此,本文采用元素共掺杂(Pt与Co)、静水压调控和应变调控三种方法来提高合金的工作温度和拓宽工作温区,利用第一性原理计算系统研究上述三种方法对ni-mn-sn合金相变行为、磁性质及相变温度的影响规律及机理。研究发现,掺杂Co元素能够提高ni-mn-sn合金居里温度(T),并增大奥氏体相与马氏体相磁化强度差(ΔM),但使马氏体相变温度(T)明显降低;随着掺杂Pt含量的增加,ni-mn-sn合金T与T均显著升高。通过调节Pt与Co元素共掺杂配比在ni-mn-sn合金中实现了高温磁驱马氏体相变。预测结果表明,niPtComnsn合金的工作温度高达412K,可应用于高温环境。计算结果表明,静水压对ni-mn-sn合金T有显著影响。随着静水压的增加,奥氏体相与马氏体相能量差增大,合金T升高;另一方面,掺杂Co元素能够同时提高ni-mn-sn合金T与ΔM。因此,施加静水压可以动态调控ni-Co-mn-sn合金的工作温度。在0-3GPa静水压下,niComnsn合金的工作温度范围为256-338K,实现了拓宽合金工作温区(80K)。相比于静水压调控,应变调控具有更大的调控范围,且实验上更容易实现。计算结果显示,随着双轴应变的增加,ni-mn-sn合金T显著上升,但对ΔM影响较小;将双轴应变与掺杂Co元素相结合,能够保证ni-mn-sn合金具有大ΔM,并拓宽合金的工作温度区间。在-1.0%～1.5%的双轴应变作用下,niComnsn合金的工作温区为181-384K,满足由低温至高温环境宽温区的应用需求。

关键词：磁性形状记忆合金 ni-mn-sn 马氏体相变静水压应变调控

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ni-mn-sn-Fe合金薄膜的晶化动力学及物性研究

Ni-Mn-Sn-Fe合金薄膜的晶化动力学及物性研究

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作者：朱家辰哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

ni-mn-sn磁性形状记忆合金薄膜可以由磁场直接诱发母相到马氏体之间的转变,响应频率高,输出应变大。同时,在磁驱相变的过程中,伴随着丰富的物理内涵与现象,使其在微机电系统(MEMS)中有很大的应用前景。但是磁控溅射得到的薄膜一般为非晶... 详细信息

ni-mn-sn磁性形状记忆合金薄膜可以由磁场直接诱发母相到马氏体之间的转变,响应频率高,输出应变大。同时,在磁驱相变的过程中,伴随着丰富的物理内涵与现象,使其在微机电系统(MEMS)中有很大的应用前景。但是磁控溅射得到的薄膜一般为非晶态,晶化后才能具备形状记忆效应等丰富的性质。而目前ni-mn-sn薄膜的晶化机制尚未被揭示。此外,ni-mn-sn薄膜脆性大,严重限制其应用与发展。因此,本文通过在ni-mn-sn薄膜中掺杂Fe元素,以期改善其力学性能,并系统研究了ni-mn-sn-Fe薄膜的晶化动力学,使ni-mn-sn基薄膜能更好的应用于MEMS。采用磁控溅射制备nimnsnFe(x=0,0.5,2,4 at.%)无约束薄膜,采用示差量热扫描仪系统研究了nimnsnFe(x=0,0.5,2,4 at.%)薄膜的晶化动力学,并通过第一性原理计算揭示了ni-mn基记忆合金薄膜的晶化温度的变化机理。通过扫描电镜、原子力显微镜和X射线衍射分析薄膜的组织结构,最后采用物性测量系统和纳米压痕仪研究了Fe掺杂对薄膜的马氏体相变及力学性能的影响。DSC研究结果表明,升温速率为30K/min时的nimnsnFe(x=0,0.5,2,4 at.%)无约束薄膜的晶化峰值温度(T)依次为542.7K、557.8K、560.1K和568.0K,晶化温度随Fe含量增加而逐渐升高。表观激活能(E)也随Fe含量增加而逐渐升高。此外,薄膜的局域激活能随晶化体积分数的增加而不断改变。nimnsnFe(x=0,0.5,2,4 at.%)薄膜Avrami指数n的平均值均在1.2左右。局域Avrami指数曲线表明薄膜的晶化过程为从扩散控制的一维生长先转变为扩散控制的二维生长,随后转变为扩散控制的三维生长,形核速率逐渐升高。此外,通过第一性原理计算得到nimnGa(In,sn)合金在ni空位时的空位形成能依次为1.12eV、0.91eV和0.51eV,表明ni-mn基记忆合金的晶化温度随其原子尺寸最小的组元的空位形成能的增加而升高。此结果对获得不同成分ni-mn基记忆合金薄膜的晶化温度具有重要指导意义。nimnsnFe(x=0,0.5,2,4 at.%)薄膜为典型的单一奥氏体相L2结构。随着Fe含量增加,薄膜的晶粒尺寸逐渐减小,晶界数量逐渐增多。M-T曲线测量结果表明nimnsnFe(x=0,0.5,2 at.%)薄膜的马氏体逆相变开始和结束温度随Fe含量的增加而逐渐降低,奥氏体居里温度随Fe含量的增加而逐渐升高。纳米压痕试验结果表明nimnsnFe(x=0,0.5,2,4 at.%)薄膜的硬度H和弹性模量E均随Fe含量的增加而升高。H/E和H/E随Fe含量增加而升高,表明Fe掺杂提升了薄膜的耐磨性和韧性。此外,随着Fe含量增加,薄膜的抗蠕变性能逐渐增强。因此,Fe掺杂ni-mn-sn薄膜可以很好的提升其力学性能。

关键词： ni-mn-sn 磁性记忆合金薄膜 Fe掺杂晶化动力学

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