Мартенситная и магнитная доменная структура ферромагнитных сплавов Гейслера

• Автор: Корпусов, Олег Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРИРОДА МАРТЕНСИТНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СТРУКТУРЫ И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ СПЛАВОВ ГЕЙСЛЕРА (обзор литературы)

1.1. Общие черты мартенситных фазовых переходов

1.2. Сверхупругость и ферроупругость, эффект памяти формы

1.3. Структура и магнитные свойства сплава Гейслера №2МпОа

1.3.1. Стехиометрический состав

1.3.2. Нестехиометрические составы №2+хМпі.хОа

1.3.3. Магнитодеформации в№2МпОа

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Образцы для исследований

2.2. Оценка текстуры и положений осей
лёгкого намагничивания (ОЛН)
2.3. Термомагнитный анализ
2.4. Охлаждение и нагрев образцов
2.5. Наблюдение микроструктуры
2.5.1. Подготовка образцов
2.5.2. Выявление мартенситной и
магнитной доменной структуры
Глава 3. ТЕРМОМАГНИТНЫЙ АНАЛИЗ (ТМА) СПЛАВОВ №-Мп-Са
3.1. Влияние условий измерений на кривые ТМА
3.2. Тепловой эффект Баркгаузена
3.3. Быстрозакалённые ленты
Глава 4. МАРТЕНСИТНАЯ СТРУКТУРА ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕКСТУРИРОВАННЫХ СПЛАВОВ ЫЬ+хМщ.хОа И
БЫСТРОЗАКАЛЁННЫХ ФОЛЬГ
4.1. Структура зёрен исходных поликристаллических слитков..
4.2. Мартенситная структура и рельєф поверхности
4.3. Наблюдение локальных деформаций
4.4. Тепловой эффект Баркгаузена
4.5. Абсорбция и десорбция жидкости при прямом и
обратном мартенситном превращениях
4.6. Поляризационно - оптические наблюдения
4.7. Наблюдение движения фазовой границы мартенсит - аустенит
4.8. Мартенситная структура быстрозакалённых лент
Глава 5. МАГНИТНАЯ ДОМЕННАЯ СТРУКТУРА СПЛАВОВ ГЕЙСЛЕРА И ЕЁ ВЗАИМОСВЯЗЬ С МАРТЕНСИТНОЙ СТРУКТУРОЙ
5.1. Выявление магнитной структуры
5.2. Одновременное наблюдение магнитной и
мартенситной структуры
5.3. Модель
5.4. Доменная структура интерметаллических соединений ОуСозг и ТЬСо5.1 со спин-переориентационным фазовым переходом.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В последние годы прогресс в самых различных областях науки и технологии связывают с поиском и внедрением новых так называемых функциональных материалов (smart materials, intelligent materials), изменяющих свою форму и размеры под действием внешнего поля, например, электрического, магнитного, теплового. В этой связи интенсивно исследуются недавно обнаруженные ферромагнитные сплавы Гейслера с памятью формы системы N^+^Mni^Gai.j. Ферромагнетизм этих сплавов в интервале температур, включающем структурный фазовый переход, открыл возможность влияния на температуру последнего внешним магнитным полем [1].
Проведённые исследования позволили реализовать новые механизмы управления размерами и формой вещества с помощью магнитного поля. Достигнутые при этом деформации более чем на порядок превышают рекордные значения магнитодеформаций за счёт магнитострикции. На пути практического применения ферромагнитных сплавов Гейслера уже имеются значительные достижения и имеется множество проектов дальнейшего развития в этой области (см., например, [2]).
Вместе с тем внедрение этого класса материалов в различные устройства требует решения ещё целого ряда проблем. К их числу относится, в первую очередь, фундаментальная проблема дальнейшего уточнения механизма и построения количественной теории магнитоиндуцированных эффектов в ферромагнетиках с памятью формы. В практическом отношении большое значение имеют задачи установления композиционных зависимостей основных физических свойств, повышения износоустойчивости материалов, улучшения их динамических характеристик, повышения температурновременной стабильности, снижения значений управляющих полей, выяснения механизмов тренировки и старения материалов.

Это позволило наблюдать обратимый структурный фазовый переход по магнитному полю при постоянной температуре [13]. Наиболее приемлемые с точки зрения магнитного управления эффектом памяти формы образцы Ni2.19Mno.8iGa легко разрушаются при термоциклировании. Однако, оказалось, что небольшая замена N1 на Бе позволяет без существенного ухудшения магнитных и термоупругих свойств повысить пластичность образцов. Эксперимент по магнитному управлению ЭПФ поясняет рис. 1.12. на котором вместе с фазовой диаграммой Ni2.15Mno.8iFeo.04Ga отмечена траектория АВСБЕ изменения термодинамического состояния системы в процессе опыта. Начальное состояние при комнатной температуре, ниже точки Тш(Н=0) в магнитном поле Н=0 показано точкой А. Образец "натренирован" и деформация максимальна. При включении поля #=10 Тл система переходит в точку В. Затем, не выключая поля, образец нагревают до температуры Т0: Тш(Н=0) < То < Тмл (Н-10 Тл). После этого поле выключают, и в системе происходит фазовый переход по полю в аустенитное состояние при постоянной температуре То (в точке О). В результате эксперимента предварительно деформированный (тренированный) образец восстанавливает свою форму (выпрямляется) при постоянной температуре. В этом и заключается магнитоиндуцированный "односторонний" эффект памяти формы.
Рис. 1.12. Иллюстрация магнитного управления ЭПФ для Ni2.15Mn0.8iFe0.04Ga на диаграмме Н-