Mn/Cr掺杂对Ni-Fe-Ga合金相变和磁性转变的影响

系统研究了Mn和Cr元素掺杂对Ni_(55)Fe_(18)Ga_(27)合金马氏体相变温度和居里温度的影响.研究表明:随着Mn含量的增加,Ni_(55-x)Mn_xFe_(18)Ga_(27)系列合金的马氏体相变温度逐渐降低,居里温度有所增加;Ni_(55)Fe_(18-x)Mn_xGa_(27)系列合金的马氏体相变温度也逐渐降低,但居里温度变化并不明显.随着Cr含量的增加,Ni_(55-x)Cr_xFe_(18)Ga_(27)系列合金的马氏体相变温度明显降低,居里温度则小幅度降低;Ni_(55)Fe_(18-x)Cr_xGa_(27)系列合金的马氏体相变温度和居里温度均有规律的降低.

Ni-Fe-Ga-Co磁性记忆合金微观组织与力学行为

系统研究Ni-Fe-Ga-Co磁性形状记忆合金的显微组织结构以及力学行为,阐明掺Co对NiFeGa合金中γ相析出的影响规律,探明γ相增韧的微观机制。结果表明,铸态Ni-Fe-Ga-Co合金室温组织由马氏体和γ相两相组成,γ相数量随Co含量增加而增多。Fe和Co原子在马氏体相中存在最大饱和浓度,当二者含量之和超过16at%时,剩余的Fe和Co原子以γ相形式析出。γ相为富Fe和Co而贫Ga相,且Fe和Co原子的最大饱和浓度约为23at%。合金的屈服强度和断裂强度随Co含量增多呈增大趋势。断口观察发现,基体相为解理断裂,小尺寸的γ相被裂纹绕过或被整体拔出,大尺寸的γ相被拉长、撕裂或整体拔出,说明γ相有利于改善合金韧性,但增韧效果受到γ相尺寸的影响。

Cu掺杂对Ni-Fe-Ga合金结构和相变的影响

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。

Fe含量对Ni-Fe-Ga合金马氏体相变的影响

利用金相显微技术和示差扫描量热法研究了合金成分对Ni-Fe-Ga铁磁形状记忆合金马氏体相变的影响,用X射线衍射方法分析了马氏体的结构类型.研究发现,Ni代替Fe显著提高合金的马氏体相变温度,每1%Ni可以使合金马氏体相变温度提高约40 K.X射线衍射表明Ni73.5-yFeyGa26.5合金773K真空退火后都只出现4M型晶体结构的马氏体.

Ni-Fe-Ga磁致形状记忆合金的马氏体相变和晶体结构的研究

使用DSC、XRD、SEM和TEM等分析测试手段,对Ni50+xFe25-xGa25(x=3,4.5,6)合金的马氏体相变温度、精细显微结构以及复杂马氏体晶体结构进行了系统研究。结果表明,Ni50+xFe25-xGa25合金的马氏体相变温度Tm随Ni含量增加而升高。Ni56Fe19Ga25合金的马氏体板条非常清晰细密,且存在着多种不同取向的变体;该种合金由6M+14M混合马氏体和γ相组成。Ni56Fe19Ga25合金既具有适合实际应用的马氏体相变温度,又具有有利于磁致应变的晶体结构。

Ni-Fe-Ga磁致形状记忆合金中间马氏体相变

采用差示扫描量热和x射线衍射技术研究Ni Fe Ga磁致形状记忆合金的马氏体相变行为 .结果发现 ,在多晶Ni56 5Fe1 9 0 Ga2 4 5和Ni56 3Fe1 7 0 Ga2 6 7合金中除马氏体相变外 ,还观察到一次完整的、正相变和逆相变对应出现、单纯由温度诱发的中间马氏体相变 .该中间马氏体相变与马氏体相变均为热弹性相变 .室温下合金的稳态马氏体为 14层单斜结构 .

镍铁镓多晶合金弹热效应的循环稳定性研究

弹热制冷是一种新型固态制冷技术,具有对环境友好和能量利用效率高等优点,有望替代传统的蒸气压缩制冷技术。实现弹热制冷应用的关键在于获得兼具大弹热效应和高循环稳定性的弹热材料作为制冷剂。Ni-Fe-Ga记忆合金是一种很有潜力的弹热材料。该合金采用常规熔炼方法易形成γ相,然而有关γ相对合金弹热性能的影响却缺乏系统和深入的研究。有鉴于此,制备了一种含γ相的Ni_(53.6)Fe_(19.3)Ga_(27.1)多晶合金,采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、差示扫描量热仪、电子万能材料试验机以及自制的弹热效应测试系统,分析了其显微组织、力学性能和弹热性能。结果表明,Ni_(53.6)Fe_(19.3)Ga_(27.1)多晶合金的基体是β相,γ相同时分布于晶粒内和晶界上,这种两相结构有助于合金获得大且稳定的弹热效应,室温绝热温变值超过-5 K。

Ni-Fe-Ga-Co磁性形状记忆合金定向凝固稳定生长区的组织及择优取向

采用区域熔炼液态金属冷却定向凝固法制备具有择优取向的Ni_(52)Fe_(17)Ga_(27)Co_4磁性形状记忆合金,借助OM,SEM和EBSD研究了稳定生长区的组织特征和择优取向.结果表明,在低温度梯度和高凝固速率下,晶体沿〈100〉方向生长,但生长不稳定,存在初生γ相;当提高温度梯度和降低凝固速率后,晶体沿〈110〉方向生长,柱状晶大小均匀,无γ相,室温时为沿(222)面取向的马氏体单相组织.马氏体孪晶孪生面为(110)和(110),内部无微孪晶;在马氏体组织中,观察到了条状分布的磁畴.理论分析结果表明,晶体稳定生长的条件为高的温度梯度和低的凝固速率.在该条件下获得了大体积稳定马氏体单变体区.

新型磁驱动形状记忆合金研究进展

磁驱动形状记忆合金是一种新型功能材料,由于兼具大的输出应变和高响应频率等综合特性,成为智能材料领域的研究热点之一。本研究首先总结了Ni-Mn-Ga合金在相变和磁致应变性能方面的特点,然后着重介绍了Co-Ni-Ga和Ni-Fe-Ga两类新型磁驱动记忆合金在结构、相变、形状记忆效应、磁性能等方面的研究进展,并对其中存在的问题进行了讨论。

Ni55.30Fe17.60Ga27.10磁致形状记忆合金马氏体相变

研究了热处理对Ni55.30Fe17.60Ga27.10磁致形状记忆合金组织和马氏体相变的影响.电弧态合金组织中马氏体板条模糊.在氩气保护,800℃保温4h缓慢冷却条件下热处理后,马氏体板条规整平直.DSC结果表明:Ni55.30Fe17.60Ga27.10合金在加热/冷却时发生热弹性马氏体相变.热处理后Ms=43.24℃,Mf=36.72℃,As=46.84℃,Af=51.83℃.相比电弧态,热处理后合金Ms和Mf提高,As和Af降低,相变滞后减小.XRD结果证明热致马氏体为14M马氏体.

块体非晶合金Fe-Ni-P-B-Ga的制备与性能

采用助熔剂净化和铜模铸造相结合的工艺,用工业纯原料制备出块体(Fe40Ni40P14B6)100-xGax(x=0-8)合金.样品为直径3mm的圆柱体或宽6 mm、厚1 mm的片材,长度都在10至15 mm左右.XRD与DSC分析表明,x=4-6时易于形成非晶合金.测试表明,这些非晶合金具有优异的耐腐蚀性能和软磁性能.显微硬度测试表明,对相同成分合金,非晶态的显微硬度值比晶态的低.适量Ga的加入,提高了Fe-Ni-P-B合金的非晶形成能力.

Ni_(55)Fe_(18)Ga_(27)磁性形状记忆合金的组织结构与马氏体相变

采用光学显微镜、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、透射电子显微镜等对Ni55Fe18Ga27磁性形状记忆合金的组织结构与马氏体相变行为进行了研究.实验结果表明铸态合金的马氏体转变温度在室温以上,而且马氏体相呈规则排列的板条状;研究还表明其稳态马氏体为14M型单斜调制结构,晶格参数:a=0.4151nm、b=0.5141nmc、=2.9460nm、β=91.13°.

β基Ni_(52_)Ga_(28)Fe_(20-x)Co_x合金的马氏体相变和磁性转变

利用金相和SEM,XRD,DSC和VSM研究了Co含量x对Ni52Ga28Fe20-xCox合金马氏体相变和铁磁性的影响。结果表明:x≤6%时(原子分数,下同),Co代替Fe显著提高合金的马氏体相变温度,每1%Co可以使马氏体相变温度提高50K^60K,但对Curie点的影响不大。淬火温度从1423K降低到773K对马氏体相变温度的影响不大,但使Curie点提高20K^30K,其原因是母相的B2→L21转变导致的有序化程度提高。粉末试样X射线衍射发现1423K和773K2种温度处理后都只出现L10(2M)晶体结构类型的马氏体,并且合金粉末化后降低了马氏体相变温度和增加了γ相的析出,但块状Ni52Ga28Fe17Co3合金773K淬火后为14M型马氏体。

Ni_(52)Ga_(28)Fe_(20-x)Co_x合金的马氏体相变和磁性转变

利用金相和 SEM 显微组织分析技术,示差扫描量热法(DSC)和振动磁力计(VSM)考察了 Ni_(52)Ga_(28)Fe_(20-x)Co_x 合金中 Co 元素含量 x 对马氏体相变和铁磁性转变的影响,用粉末 X 射线衍射方法(XRD)分析马氏体相的结构类型．在x(?)6 的范围内 Co 代替 Fe 能够显著提高 Ni_(52)Ga_(28)Fe_(20-x)Co_x 合金的马氏体相变温度,对铁磁性转变 Curie 点的影响不大．x 每增加1可以使马氏体相变温度提高50—60K．低温淬火(773K/1h)对 Ni_(52)Ga_(28)Fe_(20-x)Co_x 合金马氏体相变温度的影响不大,但使合金的 Curie 点提高20—30 K．粉末 XRD 分析表明该合金系列经1423和773K 两种温度处理后都只出现 L1_0(2M)马氏体．

元素合金化对NiFeGa合金马氏体相变特性的影响

采用电弧炉熔炼和急冷快淬吸铸的方法制备Ni-Fe-Ga-X(X=Si,Ge,Al,Co)合金,利用光学显微镜、X射线衍射和示差扫描量热仪,研究了Si,Ge,Al,Co元素合金化对Ni-Fe-Ga合金显微组织、晶体结构和马氏体相变特性的影响.研究结果表明,Si,Ge,Al替代Ga元素后,室温下表现出良好的热弹性马氏体特征,随着其含量增加,合金的马氏体相变特征温度线性下降;而Co替代Ga元素,具有M+γ双相显微组织结构,其相变特征温度随Co含量增加而显著提高.电子浓度和晶胞体积是影响Ni-Fe-Ga-X合金马氏体相变特征温度两个重要的因素.一方面,随着电子浓度的增加,合金的马氏体相变特征温度升高;另一方面,晶胞体积收缩也有利于提高马氏体相变特征温度.

Fe-Ni-Co合金超细粉的制备

本文采用气相蒸发法成功地制备出Fe—Ni—Co合金超细粉,并给出了该超细粉的制备工艺及粒度、成份等物性结果。

Ni-Cr-Fe-V-Ga系合金的X射线衍射和热机械分析

对Ni Cr Fe V Ga系合金进行了X射线衍射和热机械分析(TMA)。结果表明,在室温至940℃范围内,合金的晶格点阵参数逐渐增大,线胀系数为正;在940～1150℃范围内,合金的晶格点阵参数逐渐降低,线胀系数为负,进行了K效应转变。用热力学理论对实验结果进行了解释。

Nb对磁控形状记忆合金Ni_(55)Fe_(17.5)Ga_(27.5)组织结构及磁性能的影响

用电弧炉熔炼了Ni55Fe17.5Ga27.5合金,用光学显微镜、X射线衍射仪和振动样品磁强计研究了Nb的添加对该合金组织形貌、晶体结构及磁性能的影响。结果表明,室温下,合金Ni55Fe17.5Ga27.5为14M单斜结构马氏体相与面心立方结构γ相双相共存,添加1at%的Nb对合金组织形貌和晶体结构影响不大;当添加2at%的Nb时,马氏体变体宽度明显变小;当添加3at%的Nb时,合金为马氏体相、γ相和母相奥氏体相三相共存,马氏体变体宽度进一步减小;当添加Nb含量为1at%时,合金的饱和磁化强度及居里温度都有所提高;进一步增加Nb的添加量,合金的饱和磁化强度及居里温度都呈下降趋势。

镍-镓-铁系铁磁性形状记忆合金的阻尼性能

在分析相变温度和显微组织的基础上,采用低频扭摆仪研究了镍-镓-铁系铁磁性形状记忆合金的阻尼性能与应变振幅、频率及温度的关系。结果表明:Ni52Ga27Fe21合金的马氏体相变为热弹性马氏体相变,特征温度Ms、Mf、As、Af分别为69.3℃,60.2℃,93.6℃,102.6℃,室温下组织为板条状马氏体;镍-镓-铁系合金室温时的阻尼性能主要依赖于频率,Ni52Ga27Fe21合金的阻尼类型为阻尼共振型,而Ni53Ga27Fe20和Ni50Ga27Fe23合金的为滞弹性阻尼型;Ni52Ga27Fe21合金在马氏体相和奥氏体相共存时具有高阻尼性能,最大阻尼值为0.016。

热处理对新型Ni-Fe基高温合金烟灰/气腐蚀行为的影响

以针对700℃超超临界燃煤锅炉用高温耐热材料而开发的一种新型Ni-Fe基合金为研究对象,利用扫描电子显微镜(SEM),能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法分析合金组织结构、腐蚀产物形貌、元素分布和腐蚀产物物相,研究两种热处理制度对合金在模拟锅炉烟灰/气环境中高温腐蚀行为的影响。结果表明,750℃腐蚀500 h后,两种热处理试样表面氧化膜结构完整,腐蚀产物基本一致,主要为富Fe、Cr氧化物,另有少量Al2O3、Ti O2及Ti、Mo的内硫化腐蚀产物,但截面腐蚀形貌差异较大。由不同热处理造成的合金组织结构的变化影响了合金的腐蚀速率,腐蚀前400 h内,1#试样氧化膜较厚,腐蚀增重较大,400 h后,沿晶界内腐蚀现象的加剧导致2#试样的腐蚀增重曲线与1#趋于一致。