Ni-Co-Mn-Sn-Gd磁性形状记忆合金微观组织、力学性能和耐腐蚀性能

Ni-Mn-Sn合金被认为是最具潜力的制冷工质、传感器、驱动器材料之一,但由于金属间化合物的本征脆性很大程度阻碍了其实际应用。采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、电子万能力学试验机和电化学工作站系统研究了Ni_(45)Co_(5)Mn_(38)Sn_(12-x)Gd_(x)(x=0.3,0.6,1,1.5,原子分数/%,下同)磁性形状记忆合金的微观组织、马氏体相变、力学性能和耐海水腐蚀性。结果发现,稀土元素Gd含量为0.3%时,出现了斑状析出相,同时在斑状析出相周围还发现一种颗粒状析出相,随着Gd掺杂量的不断增加,两种析出相逐渐增多并连接在一起呈网状分布。Gd的掺杂使合金基体价电子浓度升高,进而使得合金相变温度升高。同时,Gd含量增多会提高合金的力学性能,Gd含量为1.5%时,合金的压缩断裂强度可达1258 MPa,压缩断裂应变可达13.7%。此外,Ni-Co-Mn-Sn-Gd合金的耐海水腐蚀性能优于304不锈钢,而且随着Gd含量的增加,合金的耐腐蚀性能也逐渐增强。

Ni-Mn基磁性形状记忆合金弹热制冷效应的研究现状

弹热制冷不仅具有大而可逆的温度变化,而且其驱动方式更为简单,同时兼具环保、高效、节能的特点,平衡了成本、制冷量、效率以及可行性,有望成为替代传统蒸汽压缩冷却技术的候选之一。本文综述了Ni-Mn基磁性形状记忆合金弹性热效应的研究进展,从掺杂合金元素、热处理方法以及制备工艺等多个方面,总结了近年来对Ni-Mn基合金弹性热效应进行改进优化的研究成果。然而,目前Ni-Mn基合金弹热制冷材料的研究仍处于探索阶段,实现其实际应用还需进一步深入研究。未来的研究重点应集中在降低驱动能耗、提升疲劳寿命和循环稳定性、提高绝热温变以及优化传热效率等方面。

Ni_(48)Co_(1)Mn_(37)In_(14-x)Al_(x)磁性记忆合金马氏体相变、力学性能和耐腐蚀性能

采用电弧熔炼的材料制备方法,研究了微量的主族元素Al掺杂对Ni_(48)Co_(1)Mn_(37)In_(14-x)Al_(x)(0≤x≤2)磁性形状记忆合金显微组织、晶体结构、马氏体相变、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:用Al替代部分In,合金的晶粒尺寸明显减小,掺杂2at%的Al元素,平均晶粒尺寸缩小到10μm左右,大约为未掺杂样品的三十五分之一;当Al掺杂量在0.25at%~2at%时,金属Al完全固溶到基体中,而且Al在合金中的固溶度随掺杂量的增加有所提升,当Al掺杂量为2at%时,Al在基体中的固溶度接近2at%;随着Al对In的取代,室温下合金由L21立方奥氏体与单斜6M马氏体的两相结构转变为单一的6M调制马氏体相结构,晶胞体积逐渐减小,马氏体相变温度呈现上升趋势;合金抗压强度不断增大,Ni_(48)Co_(1)Mn_(37)In_(12)Al_(2)的抗压缩断裂强度与Ni_(48)Co_(1)Mn_(37)In_(14)相比提高了160%,压缩应变也由5.46%增加到6.36%;适量的Al替代In后,合金在人工海水中的耐腐蚀性能总体呈现不断增强的趋势,Ni_(48)Co_(1)Mn_(37)In_(12)Al_(2)合金的耐腐蚀性能明显高于Ni_(48)Co_(1)Mn_(37)In^(14)合金,且其耐腐蚀性接近于304不锈钢。