导读:本文包含了体相掺杂论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:Ti-V-Al合金,高温形状记忆合金,马氏体相变,微观组织
体相掺杂论文文献综述
叶茂,淡婷,史杰宾,王新旺,衣晓洋[1]（2019）在《微量Sc掺杂Ti-V-Al合金马氏体相变与形状记忆效应》一文中研究指出采用光学显微镜,X射线衍射仪,差示扫描量热仪以及拉伸测试等手段对Sc掺杂Ti-V-Al高温形状记忆合金的马氏体相变,组织结构以及力学性能和形状记忆效应进行表征。结果表明:含有微量Sc掺杂的Ti-V-Al合金室温下均为正交α″马氏体相;微量Sc掺杂,使Ti-V-Al合金的晶粒尺寸稍微细化;随着Sc含量的增加,相变温度持续升高;基于晶粒的细化,Ti-V-Al合金的伸长率得以提高;并且,Sc的添加使形状记忆效应提高了0. 5%。(本文来源于《金属热处理》期刊2019年06期）
张琨[2]（2019）在《掺杂Ni-Mn-Sn基磁性记忆合金的马氏体相变与性能》一文中研究指出Ni-Mn-Sn磁性记忆合金既有传统温控形状记忆合金的典型特征,又能够由磁场诱发产生形状记忆效应,是一种集“传感”与“驱动”的新型智能材料。但是,该合金的脆性大、可加工性能差,严重制约了这类磁性形状记忆合金的工程应用及发展,如何解决合金的脆性问题是当前亟待研究的课题之一;此外,高温磁性记忆合金具有强烈的应用需求,开发高温磁性记忆合金也是亟待解决的另一关键问题。针对脆性问题,本文通过添加适量的稀土(Tb、Dy、Y)及过渡族金属Cu对Ni-Mn-Sn合金的力学性能进行改善;系统地研究了稀土及Cu掺杂对合金的微观组织、马氏体相变行为、力学及磁性能质的影响规律和物理本质。然后,为满足其高温环境下的特殊应用需求,采用Cu、Co共掺杂的手段,在改善合金脆性的基础上,同时提高了Ni-Mn-Sn磁性记忆合金的工作温度。研究发现,掺杂稀土元素Tb、Dy和Y能够达到晶粒显着细化的效果,且晶粒尺寸随稀土掺杂含量的增多而逐渐减小。稀土元素的添加导致Ni-Mn-Sn-RE合金基体中产生富稀土第二相,第二相的数量和体积分数随着掺杂含量的增多而增加。当掺杂含量≤2.0at.%时,第二相主要沿晶界分布;当掺杂含量达5.0at.%时,合金基体与第二相呈现共晶组织特征。稀土掺杂对合金的马氏体相变温度影响显着,随着稀土含量的增加,马氏体相变温度逐步升高。其中,稀土Y对马氏体相变温度的影响最大,掺杂前后马氏体相变温度的增幅高达522.4℃。富稀土第二相的形成导致基体中Mn含量升高,这是合金马氏体相变温度升高的主要原因。室温压缩试验表明,稀土含量对合金的压缩断裂强度和断裂应变有较大影响,压缩断裂强度和应变均随稀土含量的增加先增达后减小,适量添加稀土元素(Tb、Dy、Y)可以提高合金的力学性能。其中,稀土元素Dy对合金力学性能的改善作用最为显着,当Dy的掺杂含量为2.0at.%时,Ni-Mn-Sn-Dy合金的压缩断裂强度和压缩应变分别达到最大值562.3MPa和13.5%。结合微观组织和断口形貌发现,稀土掺杂前断口形貌呈现脆性沿晶断裂特征;随着掺杂含量的增多逐渐转变为穿晶解理断裂,断口上出现韧性撕裂棱;而当稀土过量掺杂时,断口形貌为沿相界剥离,导致脆性增大。试验结果表明,Cu掺杂使得Ni-Mn-Sn合金断裂强度和应断裂应变显着提高。Cu的掺杂含量为6.0at.%时的合金样品力学性能最好,其压缩断裂强度和断裂应变高达546.7MPa和14.5%。Cu元素提高合金力学性能的主要原因在于:合金基体中沿晶界分布的第二相阻碍了裂纹的扩展。此外,Cu掺杂可以提高合金的马氏体相变温度,随着Cu含量的增加,马氏体相变温度逐渐升高。当Cu含量为6.0at.%时,Ni_(47)Mn_(38)Sn_9Cu_6合金样品的马氏体相变温度达167.9℃,升幅为150.0℃。第一性原理计算表明,Cu取代Sn使Ni-Mn-Sn-Cu母相顺磁态与铁磁态总能量差减小,母相与马氏体相总能量差增大,使居里温度降低、马氏体相变温度升高;而Co取代Ni使Ni-Co-Mn-Sn母相顺磁态与铁磁态的总能量差增大,母相与马氏体相总能量差减小,导致居里温度升高、马氏体相变温度降低。通过平衡Cu和Co对Ni-Mn-Sn合金马氏体相变温度以及居里温度调节的互补作用,发现当Cu含量为6.25at.%、Co含量为6.25 at.%-12.5at.%时,有望同时提高合金的马氏体相变温度和居里温度。基于计算结果,设计并制备了Ni_(48-x)Co_x Mn_(37)Sn_9Cu_6(x=0,6,8,10,12)合金系列,在Ni_(40)Co_8Mn_(37)Sn_9Cu_6合金中获得了较高的马氏体相变温度和居里温度(342.7K和375.3K),且满足<_((8)。与此同时,Ni_(40)Co_8Mn_(37)Sn_9Cu_6合金的压缩断裂强度和压缩应变均达到较高水平(1072.0MPa和11.9%)。上述结果表明,利用Cu、Co共掺杂可同时实现对Ni-Mn-Sn磁性记忆合金的脆性改善和工作温区拓宽,为优化Ni-Mn-Sn磁性合金性能和发展新型磁性形状记忆合金提供借鉴与思路。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2019-06-01）
罗丰,杨昌平,王瑞龙,肖海波,梁世恒[3]（2019）在《Al掺杂对Ni-Co-Mn-Sb合金马氏体相变和磁性的影响》一文中研究指出在Ni-Co-Mn-Sb哈斯勒合金中掺杂少量Al以调节合金的磁热性质.未掺杂Al时,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(12)在50 kOe的外加磁场下,马氏体相变温度间隔ΔT_(int)=12 K,在210 K时,磁熵变ΔS_m=6. 86 J/(kg·K),制冷量RC=64. 77 J/kg.掺杂少量Al后,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(11. 5)Al_(0. 5)在50 kOe外场下,马氏体相变温度间隔ΔT_(int)=3. 5 K,在235 K时,磁熵变ΔS_m=18. 60J/(kg·K),制冷量RC=117. 95 J/kg.未掺杂Al时,10 kOe的低磁场下,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(12)的磁电阻为-11. 85%,掺杂Al后,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(11. 5)Al_(0. 5)的磁电阻为-82. 85%,合金的负磁阻效应明显增强.结果表明,适量Al元素掺杂可提高马氏体相变温度,缩短合金马氏体发生相变温度的间隔,大幅增大磁熵变,并因此提高合金的制冷能力.(本文来源于《湖北大学学报(自然科学版)》期刊2019年03期）
严顺涛,姜振益[4]（2017）在《Cu掺杂对TiNi合金马氏体相变路径影响的第一性原理研究》一文中研究指出不同浓度的Cu元素掺杂会极大地影响TiNi二元合金的物理性质和相变行为.为了解释其中的物理机制,本文通过第一性原理计算,对TiNi和Ti_(50)Ni_(25)Cu_(25)的相变机制和相稳定性进行了计算和讨论.通过计算Cu掺杂前后立方相到正交相、再到单斜相过程中的相变路径和相变势垒,解释了Cu掺杂对二元合金TiNi相变过程的影响.计算结果表明:TiNi合金的正交相和单斜相之间存在一个大小为1.6meV的相变势垒;而对于Ti_(50)Ni_(25)Cu_(25),这两个相之间的相变势垒大小至少为10.3meV,如此大的一个相变势垒意味着Ti_(50)Ni_(25)Cu_(25)合金的正交相很难跨过势垒相变到单斜相.(本文来源于《物理学报》期刊2017年13期）
王新旺[5]（2016）在《Sc掺杂Ti-V-Al形状记忆合金马氏体相变与应变恢复特性》一文中研究指出Ti-N i合金因良好的形状记忆效应和超弹性,在航空航天领域有广泛应用,但是其超过6.7g/cm~3的密度不适应于航空航天领域用材的需求,因此,研发具有良好形状记忆效应的轻质形状记忆合金具有十分重要的意义。Ti-V-Al形状记忆合金因为具有4.5g/cm~3的低密度和良好的冷加工变形能力,被作为航空航天用材的备选材料而得到广泛研究。但是,在Ti-V-Al形状记忆合金中掺杂稀土Sc,研究Sc对合金性能的影响未见报道。本文采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、示差扫描量热仪、室温拉伸和透射电子显微镜等,系统研究了Sc掺杂和热机械处理对(Ti-13V-3Al)_(100-x)Sc_x(X=0,0.01,0.025,0.04)合金的相组成、组织结构、马氏体相变、力学性能和形状记忆效应的影响。研究表明,固溶处理后,合金室温下只含有正交结构的α"马氏体相,Sc含量的变化并不改变合金的室温相组成。马氏体变体之间呈自协作关系,随着稀土Sc掺杂量的增加,变体间主要呈(111)α"Ⅰ型孪晶。合金的再结晶温度在700~750℃之间,随着Sc含量的增加,再结晶温度提高。随着Sc含量的增加,固溶态Sc掺杂Ti-V-Al合金的马氏体逆相变温度逐渐升高。逆相变峰值温度Ap在343~369℃之间。随着循坏次数的增加,(Ti-13V-3Al)_(100-x) Sc_x(X=0.025)合金的相变温度不断升高,5次循环时,相变温度增加较大。随着Sc含量增加,固溶态和铸态Ti-V-Al-Sc合金的延伸率先增加后减小,(Ti-13V-3Al)_(100-x) Sc_x(X=0.025)合金具有最大延伸率,合金均为韧性断裂。同时,固溶态合金的形状记忆效应随着Sc含量的增加先增加后减小。当Sc含量为0.025at.%时,合金加载6%预应变具有最大5.2%的可恢复应变;750℃退火后,加载7%预应变,具有最大4.7%的可恢复应变;随着冷轧变形量由40%增加到80%,(Ti-13V-3Al)_(100-x) Sc_x(X=0.025)合金的形状记忆效应逐渐降低。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
赵梦歌,冯琳[6]（2015）在《Cr、Fe和Co掺杂对NiMnGa马氏体相变和磁性能的影响》一文中研究指出用电弧熔炼和甩带快淬的方法制备了NiMnGa基磁性形状记忆合金。研究了Cr、Fe和Co元素掺杂对磁性形状记忆合金NiMnGa的马氏体相变和磁性的影响。结果表明,在Ni50Mn33Ga17中用少量Cr替代Ni,马氏体相变温度随着Cr的增加而下降,而居里温度则升高,在NiCrMnGa中进一步掺杂Fe或Co都可以进一步降低马氏体相变温度并提高居里温度,马氏体相变温度的变化基本上遵循随电子浓度降低而降低的规律;此外,在NiMnGa中用Cr取代Ni会使得马氏体相和母相的铁磁交换作用同时增强,进一步在NiCrMnGa中掺杂Co对提高母相磁化强度更为有利,而掺杂Fe则对抑制马氏体相磁化强度增加更为有利。(本文来源于《磁性材料及器件》期刊2015年05期）
杨林[7]（2015）在《掺杂Fe、Cu、Co对Ni-Mn-Sn合金马氏体相变和磁性能的影响》一文中研究指出Ni-Mn-Sn系铁磁形状记忆合金的相变与磁性能具有强烈的成分依赖特性,可通过合金化的方法进行调控。本文以Ni50Mn39Sn11合金为基础,分别以Fe、Cu、Co替代Ni,采用真空电弧熔炼法制备了名义成分分别为Ni5o-xFexMn39Sn11(x=0,1,2,3,4,5,6,7)、Ni50-xCuxMn39Sn11(x=1,2,3,4,5,6,7)和 Ni50-xCoxMn39Sn11(x=1,2,3,4,5,6,7)的多晶合金。利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、磁学测量系统(MPMS)、振动样品磁强计(VSM)、扫描电镜(SEM)和万能试验机系统的研究了加入Fe、Cu、Co元素对合金马氏体相变温度、晶体结构、微观组织形貌以及力学性能的影响。EDS结果表明,合金的名义成分与实际成分基本一致,但熔炼过程中由于Mn元素挥发,合金中Mn含量普遍偏低。DSC分析表明,Ni50-xFexMn39Sn11合金的马氏体相变温度随Fe含量增加而降低。合金的熵变随Fe含量增加,先升高后降低,在Fe含量为2%时达到最大。Ni50-xCuxMn39Sn11合金马氏体相变温度随Cu含量的增加而降低。合金的熵变大体上随着Cu含量的增加而降低。Ni50_xCoxMn39Snn11合金的相变温度随Co含量的增加而降低。合金的熵变无明显的变化规律。XRD测量结果表明,Ni50-xFexMn39Snn11合金中,当0≤x≤4时,合金在室温下为四层调幅正交结构(40)的马氏体相;当5≤x≤7时,合金在室温下为立方L21结构的奥氏体相,并伴随着第二相出现。Ni50-xCuxMn39Sn11合金中,当0≤x≤5时,合金在室温下为40结构的马氏体相;当6≤x≤7时,合金在室温下主要为立方L21结构的奥氏体相并有少量马氏体相。Ni50-xCoxMn39Sn11合金中,0≤x≤4时,合金在室温下为40结构的马氏体相;当5≤x≤7时,合金在室温下马氏体和奥氏体双相共存。微观组织观察表明,Ni50-xFexMn39Snii合金中,当0≤x≤4时,合金室温下的微观组织为板条状马氏体,粗大的马氏体板条中分布着许多小的马氏体板条;当5≤x≤7时,合金室温下的微观组织为奥氏体,并有第二相出现。Ni50-xCuxMn39Sn11合金中,当0≤x≤5时,合金室温下的组织为马氏体,在大的马氏体板条中分布着很多细小的马氏体板条;当6≤x≤7时,合金室温下的微观组织为奥氏体,并有少量马氏体。Ni50-xCoxMnn39Snii合金中,当x<5时,合金室温下为细小的板条状马氏体组织;当X≥5时,合金的室温微观组织为奥氏体和马氏体的混合组织。VSM和MPMS测量结果表明,Ni50-xFexMn39Sn11合金中,当0≤x≤3时,合金在室温下为顺磁性;当4≤x≤7时,合金在室温下为铁磁性。Ni50-xCuxMn39Sn11合金中,当0≤x≤5时,合金在室温下为顺磁性;当6≤x≤7时,合金为铁磁性。Ni50_xxCoxMn39Sn11合金中,当0≤x≤4时,合金在室温下为顺磁性;当5≤x≤7时合金为铁磁性。由MPMS测量结果可知,50000G磁场下Ni45Fe5Mn39Sn11合金的马氏体逆转变开始温度(As)比50G磁场下降低了 6K,由此可知,该合金能发生磁场诱发马氏体逆相变。然而,,高磁场对Ni45Cu5Mn39Snn11和Ni44Cu6Mn39Sn11合金的相变温度影响不大。50000G磁场下Ni43Cu7Mnn39Sn11合金马氏体逆转变开始温度(As)比50G磁场下降低了 2K,由此可知,该合金亦能发生磁场诱发马氏体逆相变。力学性能测试表明,Ni50-xFexMn39Sn11合金的断裂强度随着Fe含量的增加先降低再升高。当Fe含量为4%时,合金的断裂强度最低;当Fe含量为7%时合金的断裂强度最高。Ni50-xCuxMn39Sn11合金的断裂强度随着Cu含量的增加先升高再降低。当Cu含量为1%时合金的断裂强度最高。Ni50-xCoxMn39Sn11合金的断裂强度随着Co含量的增加先升高再降低。当Co含量为4%时,合金的断裂强度最高。(本文来源于《东北大学》期刊2015-06-01）
马蕾,王旭,尚家香[8]（2014）在《Pd掺杂对NiTi合金马氏体相变和热滞影响的第一性原理研究》一文中研究指出一定浓度的Pd掺杂能够有效地提高Ni Ti合金的相变温度,并且降低热滞.为了解其作用机理,采用第一性原理计算方法,对不同Pd掺杂浓度下Ni Ti合金(Ni24-n Pd n Ti24,n=2,3,4,5,6,9,12;掺杂浓度分别为4.2 at.%,6.3 at.%,8.4 at.%,10.4 at.%,12.5 at.%,18.8 at.%,25 at.%)的相稳定性和结构特性进行计算讨论.马氏体相变温度可以通过奥氏体与马氏体两相能量差值进行分析,且能量差越大相变温度越高;相变过程中两相晶格常数之比越接近于1则热滞越接近于0.计算结果表明:当掺杂浓度小于10.4 at.%时,B19′是最稳定的马氏体相,体心四方(BCT)结构与B19′相的能量差随掺杂浓度的增加略有下降;当掺杂浓度大于等于10.4 at.%时,B19相是最稳定的马氏体相,BCT与B19的能量差随着掺杂浓度增加显着升高.这意味着在掺杂浓度大于等于10.4 at.%时相变温度随掺杂浓度的增加而显着增加.用几何模型分析了马氏体相变的热滞,结果表明掺杂浓度为10.4 at.%时B2到B19相的相变过程热滞最小,与实验结果一致.(本文来源于《物理学报》期刊2014年23期）
董妍[9]（2014）在《Cu掺杂Ni_(49)Fe_(18)Ga_(27)Co_6和Ni_(51.5)Mn_(26.5)Ga_(22)磁性形状记忆合金的马氏体相变及微观结构研究》一文中研究指出Ni-Fe-Ga和Ni-Mn-Ga磁性形状记忆合金因具有响应频率高、输出应变大等优点而备受关注,然而迄今为止,关于合金化以及微观结构的研究仍有所不足,因此研究Cu掺杂Ni-Fe-Ga-Co合金和Ni51.5Mn26.5Ga22合金的马氏体相变行为以及微观结构具有重要意义。本文选取Ni49Fe18-xGa27Co6Cux(x=0,l,2,3,4,5)、Ni49Fei8Ga27-xCo6Cux(x=0.5,1,3, 5)、Ni51.5Mn26.5Ga22合金作为研究对象,利用金相显微镜、EDS、DSC、TEM以及HREM等,研究了成分对合金马氏体相变及微观结构的影响。对于Ni49Fe18-xGa27Co6Cux(x=0,1,2,3,4,5)合金系,在室温下,当x=0时合金的基体相为奥氏体；当x=1-5时合金的基体相为马氏体。随着Cu含量增加,合金的γ相含量增加,且马氏体相变始末温度Ms、Mf升高,相变热滞增大。合金基体相的价电子浓度在7.71-7.81之间,γ相价电子浓度在8.24-8.29之间。Ni49Fe15Ga27Co6Cu3(x=3)合金中马氏体为非调制四方结构,亚结构为纳米孪晶,在纳米孪晶内部存在沿<112>A方向调制的应变衬度条纹。Ni49Fe13Ga27Co6Cus(x=5)合金中马氏体相、γ相两相共存,且马氏体为非调制四方马氏体,孪晶变体的亚结构同样为纳米孪晶。对于Ni49Fe18Ga27-xCo6Cux(x=0.5,1,3,5)合金系,室温时组织均为马氏体与Y相,且随Cu含量增加,γ相含量增加。基体相价电子浓度低于名义成分的价电子浓度,γ相的价电子浓度高于名义成分的价电子浓度。在相同热处理条件下,增加Cu元素含量,合金的Ms、Mf温度升高而As、Af温度降低,且热滞明显降低。当合金名义成分相同时,时效退火时间越长,冷却速度越慢,合金的As、Af、Th越低,而Ms、Mf温度越高。NiFe49Ga26Co6Cu1(x=1)中马氏体为四方非调制马氏体。Ni51.5Mn26.5Ga22合金在室温下为马氏体组织,且相变过程中存在中间马氏体相变。Ni51.5Mn26.5Ga22合金马氏体相具有长周期调制结构,其中共有5M、6M、7M、非公度6M四种结构。(本文来源于《东北大学》期刊2014-07-01）
刘金阳[10]（2014）在《掺杂Co和Cu对Ni-Mn-Ga合金马氏体相变和磁性能的影响》一文中研究指出Ni-Mn-Ga系铁磁形状记忆合金的相变与磁性能具有强烈的成分的依赖特性,可通过合金化的方法进行调控。本论文研究以Ni50Mn28Ga22合金为基础,分别以Cu替代Mn, Co替代Ni及Cu和Co同时替代Mn和Ni的方式进行合金,制备了成分分别为Ni5oMn28-xCuxGa22(x=0,1,2,3,4,5,6,7)、Ni5o-xCoxMn28Ga22(x=1,2,3,4,5,6,7)、和Ni50-xCoxMn28-xCuxGa22(x=1,2,3,4,5,6,7)的叁组合金铸锭。利用差示扫描量热仪(DSC)、磁学测量系统(MPMS)、振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和万能试验机系统研究了加入Co和Cu元素对合金结构转变、磁转变、饱和磁化强度、晶体结构、微观组织形貌以及力学性能的影响。基于DSC和MPMS测量,发现在Ni50Mn28Ga22合金中以Cu替代Mn可以提高合金的马氏体相变温度,并降低居里温度；以Co替代Ni会降低合金的马氏体相变温度并提高居里温度；同时以Co替代Ni及Cu替代Mn,合金的马氏体相变温度随添加元素的增加呈上升趋势,而居里温度则先缓慢上升,到Co和Cu含量为3%时开始快速下降。XRD测量结果表明,Ni50Mn28Ga22合金室温相为5M马氏体；加入Cu元素,当Cu含量为1%和2%时,室温相仍保持5M马氏体,当Cu含量为3-7%时,室温相为7M+NM马氏体的混合物；Ni50Mn28Ga22合金中加入Co元素,合金的室温相均为奥氏体；同时加入Co和Cu元素,当Co和Cu含量为1%时,合金的室温相为5M马氏体,含量为2-7%时,室温相为7M+NM马氏体的混合物,与单独加入Cu元素的合金相似。SEM微观组织观察表明,5M马氏体的微观组织由粗大的马氏体板条构成,且粗大板条内部包含更加细小的板条并存在一定的弯折；7M与NM马氏体共存的组织中,NM马氏体的板条宽度要大于7M马氏体板条的宽度,且NM马氏体由细小的马氏体板条平行排列构成。根据VSM测量结果发现,叁种替代方式的合金室温下均为铁磁态。以Cu掺杂的合金中,随着Cu含量的增加,合金的饱和磁化强度先下降再上升,到3%时达到最大值后开始下降；向合金中加入Co元素,会使合金的饱和磁化强度上下波动,但总体呈上升趋势；同时加入Cu和Co元素,合金的饱和磁化强度先上升,到1%之后呈下降趋势。力学性能测量结果表明,向合金中加入Cu元素,当Cu含量为1%时,合金的断裂强度升高,当Cu含量到2%以后,合金的断裂强度开始呈下降趋势；而加入Co的合金断裂强度则上下波动,无明显规律,但加入Co的合金断裂强度均比原始合金Ni50Mn28Ga22的断裂强度高,说明Co对该合金有一定的强化作用；向合金中同时加入Co和Cu元素,当Co和Cu含量为1-4%时,合金的断裂强度逐渐增大,在含量为4%时达到最大,而后呈现先下降,后上升的趋势。(本文来源于《东北大学》期刊2014-06-01）
体相掺杂论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
Ni-Mn-Sn磁性记忆合金既有传统温控形状记忆合金的典型特征,又能够由磁场诱发产生形状记忆效应,是一种集“传感”与“驱动”的新型智能材料。但是,该合金的脆性大、可加工性能差,严重制约了这类磁性形状记忆合金的工程应用及发展,如何解决合金的脆性问题是当前亟待研究的课题之一;此外,高温磁性记忆合金具有强烈的应用需求,开发高温磁性记忆合金也是亟待解决的另一关键问题。针对脆性问题,本文通过添加适量的稀土(Tb、Dy、Y)及过渡族金属Cu对Ni-Mn-Sn合金的力学性能进行改善;系统地研究了稀土及Cu掺杂对合金的微观组织、马氏体相变行为、力学及磁性能质的影响规律和物理本质。然后,为满足其高温环境下的特殊应用需求,采用Cu、Co共掺杂的手段,在改善合金脆性的基础上,同时提高了Ni-Mn-Sn磁性记忆合金的工作温度。研究发现,掺杂稀土元素Tb、Dy和Y能够达到晶粒显着细化的效果,且晶粒尺寸随稀土掺杂含量的增多而逐渐减小。稀土元素的添加导致Ni-Mn-Sn-RE合金基体中产生富稀土第二相,第二相的数量和体积分数随着掺杂含量的增多而增加。当掺杂含量≤2.0at.%时,第二相主要沿晶界分布;当掺杂含量达5.0at.%时,合金基体与第二相呈现共晶组织特征。稀土掺杂对合金的马氏体相变温度影响显着,随着稀土含量的增加,马氏体相变温度逐步升高。其中,稀土Y对马氏体相变温度的影响最大,掺杂前后马氏体相变温度的增幅高达522.4℃。富稀土第二相的形成导致基体中Mn含量升高,这是合金马氏体相变温度升高的主要原因。室温压缩试验表明,稀土含量对合金的压缩断裂强度和断裂应变有较大影响,压缩断裂强度和应变均随稀土含量的增加先增达后减小,适量添加稀土元素(Tb、Dy、Y)可以提高合金的力学性能。其中,稀土元素Dy对合金力学性能的改善作用最为显着,当Dy的掺杂含量为2.0at.%时,Ni-Mn-Sn-Dy合金的压缩断裂强度和压缩应变分别达到最大值562.3MPa和13.5%。结合微观组织和断口形貌发现,稀土掺杂前断口形貌呈现脆性沿晶断裂特征;随着掺杂含量的增多逐渐转变为穿晶解理断裂,断口上出现韧性撕裂棱;而当稀土过量掺杂时,断口形貌为沿相界剥离,导致脆性增大。试验结果表明,Cu掺杂使得Ni-Mn-Sn合金断裂强度和应断裂应变显着提高。Cu的掺杂含量为6.0at.%时的合金样品力学性能最好,其压缩断裂强度和断裂应变高达546.7MPa和14.5%。Cu元素提高合金力学性能的主要原因在于:合金基体中沿晶界分布的第二相阻碍了裂纹的扩展。此外,Cu掺杂可以提高合金的马氏体相变温度,随着Cu含量的增加,马氏体相变温度逐渐升高。当Cu含量为6.0at.%时,Ni_(47)Mn_(38)Sn_9Cu_6合金样品的马氏体相变温度达167.9℃,升幅为150.0℃。第一性原理计算表明,Cu取代Sn使Ni-Mn-Sn-Cu母相顺磁态与铁磁态总能量差减小,母相与马氏体相总能量差增大,使居里温度降低、马氏体相变温度升高;而Co取代Ni使Ni-Co-Mn-Sn母相顺磁态与铁磁态的总能量差增大,母相与马氏体相总能量差减小,导致居里温度升高、马氏体相变温度降低。通过平衡Cu和Co对Ni-Mn-Sn合金马氏体相变温度以及居里温度调节的互补作用,发现当Cu含量为6.25at.%、Co含量为6.25 at.%-12.5at.%时,有望同时提高合金的马氏体相变温度和居里温度。基于计算结果,设计并制备了Ni_(48-x)Co_x Mn_(37)Sn_9Cu_6(x=0,6,8,10,12)合金系列,在Ni_(40)Co_8Mn_(37)Sn_9Cu_6合金中获得了较高的马氏体相变温度和居里温度(342.7K和375.3K),且满足<_((8)。与此同时,Ni_(40)Co_8Mn_(37)Sn_9Cu_6合金的压缩断裂强度和压缩应变均达到较高水平(1072.0MPa和11.9%)。上述结果表明,利用Cu、Co共掺杂可同时实现对Ni-Mn-Sn磁性记忆合金的脆性改善和工作温区拓宽,为优化Ni-Mn-Sn磁性合金性能和发展新型磁性形状记忆合金提供借鉴与思路。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
体相掺杂论文参考文献
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