稀土元素Gd对NiMnIn磁驱动形状记忆合金相变和磁性能的影响

题名:稀土元素Gd对NiMnIn磁驱动形状记忆合金相变和磁性能的影响
作者:白丽娜
学位授予单位:河北工业大学
关键词:稀土Gd;;单变体马氏体;;细化;;形状记忆效应
摘要:本文采用真空电弧炉熔炼多晶NiMnInGd系列合金: Ni_(50)Mn_(34.5)In1_(5.5-x)Gd_x、Ni_(50)Mn_(35)In_(15.5-x)Gd_x(x=0.1,0.5,1,2),并且对熔炼后的合金进行900℃×24h的扩散退火,以900℃×2h的冰水淬火。利用差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)及金相显微镜等,对实验合金的相变与磁性能进行了研究。
 试验结果表明:稀土元素Gd对NiMnIn磁驱动Neodymium Magnets形状记忆合金的相变温度有较明显的影响,能够较大的提高马氏体转变温度;合金的成分对马氏体转变温度也有影响,当合金中其他元素的量不变,变动In的含量,这时马氏体转变温度Ms、Mf、As、Af均随In含量的增加而降低;试验合金的电子浓度在7.88—7.97范围内由于加入稀土Gd使得合金的电子浓度升高,马氏体的相变温度随之上升。
 通过分析X射线衍射图谱,试验合金在室温下的组织为为母相奥氏体和马氏体的混合物,室温下母相为L21体心立方结构。加稀土Gd的形状记忆合金的主要标志衍射峰的位置基本不变,均为(220)、(222)、(400)、(332),说明稀土Gd的添加并没有改变合金的结构,依然是奥氏体和马氏体的混合组织。但也有新的衍射峰产生,如单斜10M马氏体的标志性衍射峰(0010)、(0210)、(323)等。当Gd的加入量为0.5、1、2 at%时,X射线衍射图谱中(220)衍射峰出现明显劈裂,说明有新相生成。
 通过在NiMnIn合金中加入稀土元素Gd,使合金晶粒和马氏体板条得到显著细化。加入过多的稀土Gd会使晶界处析出新相。Ni_(50)Mn_(34.5)In_(15.5-x)Gd_x系列合金以及Ni_(50)Mn_(35)In_(15.5-x)Gd_x系列合金的马氏体组织形态主要是矛头状和板条状。Ni_(50)Mn_(35)In_(15.5-x)Gd 1和Ni_(50)Mn_(34.5)In_(15.5-x)Gd1合金中有单变体马氏体出现,形成板条状马氏体组织。
 稀土Gd对NiMnIn系列http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets合金的磁性能,特别是矫顽力Hc和剩余磁感应强度Mr的影响较明显,两组合金所测得的结果基本一致。Ni_(50)Mn_(35)In_(14.5-x)Gd_(0.5)和Ni_(50)Mn_(34.5)In_(15)Gd_(0.5)合金的矫顽力最高,而其他合金的矫顽力增幅不明显。Ni_(50)Mn_(35)In_(15-x)Gd_x系列合金的剩余磁感应强度Mr随着稀土Gd加入量的增加而增强。
学位年度:2010