磁制冷材料Ni-Mn-Ga合金的相变与奇异热膨胀特性

摘要：

Ni-Mn-Ga合金是典型的磁制冷材料,其热膨胀系数是工程设计中最重要的参数之一.为深入研究Ni-Mn-Ga合金的热膨胀特性,该文利用SEM、XRD、DSC及PPMS系统分别对合金Ni54+xMn19-xGa27(x=0、0.2、0.4、0.6)的组分、结构、相变温度、磁结构转变及热膨胀特性进行试验测试.结果表明,随着Ni含量的增加,Ni54+xMn19-xGa27合金的马氏体相变温度逐渐升高.当x从0.0增至0.6时,正反马氏体相变峰温TM与TA分别从257、265 K增至292、299 K.零场热应变曲线表明,Ni-Mn-Ga 合金具有各向同性的热膨胀特性.马氏体相与奥氏体相的热膨胀系数分别位于8.87~16.60×10-6/K与5.21~6.26×10-6/K之间.而在马氏体相变附近,合金出现了奇异的、明显的负热膨胀行为,且升、降温过程合金的负热膨胀系数分别位于-147.54~-17.60×10-6/K与-133.30~-88.72×10-6/K之间,分别约为马氏体相的1.47~16.63倍与6.63~12.89倍.这种奇异的负热膨胀行为很可能是由于马氏体变体的成核、重取向所引起的.研究结果对磁制冷材料Ni-Mn-Ga合金热膨胀系数的调控及其工程应用具有较好的指导意义.

关键词：制冷、磁性材料、相变、Ni-Mn-Ga合金、热膨胀特性、负热膨胀行为

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分类号：TK519(特殊热能及其机械)

资助基金：国家自然科学基金项目31760341,51661029;云南省地方本科高校联合专项-面上项目2017FH001-054;2017年地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目201710684007

在线出版日期：2018-06-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：85-91