Fe掺杂对Ni-Mn-Ti全d族Heusler合金马氏体相变和磁性能影响的研究

Fe掺杂对Ni-Mn-Ti全d族Heusler合金马氏体相变和磁性能影响的研究Fe掺杂对Ni-Mn-Ti全d族Heusler合金马氏体相变和磁性能影响的研究摘要：Ni-Mn-Ti合金是一种重要的全d族Heusler合金，其具有优异的形状记忆效应和磁性能，在多个领域中有广泛的应用。本文以此为基础，研究了Fe掺杂对Ni-Mn-Ti合金的马氏体相变和磁性能的影响。通过X射线衍射分析、扫描电镜观察、磁性能测试等手段，研究了不同Fe掺杂浓度下Ni-Mn-Ti-Fe合金的相组成、微观结构和磁性能的变化规律。研究发现，Fe掺杂可以显著影响Ni-Mn-Ti合金的相变温度和磁性能，为合金的性能调控和应用提供了新的思路。关键词：Fe掺杂，Ni-Mn-Ti合金，马氏体相变，磁性能1.引言全d族Heusler合金是一类具有重要应用前景的功能材料，其晶体结构特殊，具有优异的磁性和形状记忆性能。Ni-Mn-Ti合金是其中一种常见的全d族Heusler合金，其具有良好的反铁磁性和形状记忆效应，在微机电系统、磁性传感器等领域有广泛的应用。然而，Ni-Mn-Ti合金的性能往往需要根据具体应用进行调控，以满足特定需求。Fe掺杂作为一种常见的方法，被广泛用于调节合金的相组成和改善磁性能。本文将探讨Fe掺杂对Ni-Mn-Ti合金马氏体相变和磁性能的影响，为合金的性能调控提供新的思路。2.实验方法以Ni-Mn-Ti合金为基础，制备了一系列不同Fe掺杂浓度的Ni-Mn-Ti-Fe合金样品。通过真空电弧熔炼法制备初始合金块，然后通过块状晶体生长法制备出合金片。分别采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和振动样品磁强计（VSM）等手段对合金样品的相组成、微观结构和磁性能进行表征和测试。3.结果与讨论通过XRD测试发现，Ni-Mn-Ti合金在室温下为非马氏体相，但在一定温度范围内可以通过热处理得到马氏体相。随着Fe掺杂浓度的增加，马氏体相变温度逐渐降低。这是因为Fe的加入改变了合金的晶胞结构，使马氏体相变温度向低温方向偏移。同时，XRD测试还显示Fe的加入也影响了合金的晶粒尺寸和取向性，这可能与合金的磁性能有关。通过SEM观察发现，Ni-Mn-Ti合金的微观结构主要由马氏体晶粒和奥氏体基体组成。随着Fe掺杂浓度的增加，奥氏体基体的比例逐渐增加，而马氏体晶粒的尺寸减小。这可能是因为Fe的加入抑制了马氏体相的形成，促进了奥氏体相的生成。此外，SEM观察还发现Fe掺杂可以改变合金的形貌，使其呈现出更加均匀的微观结构。通过VSM测试发现，Ni-Mn-Ti合金在室温下表现出明显的反铁磁行为。随着Fe掺杂浓度的增加，合金的饱和磁化强度和居里温度均减小。这是因为Fe的加入引入了更多的无序杂质，破坏了合金的长程有序性，从而降低了合金的磁性能。此外，VSM测试还发现Fe掺杂对合金的剩余磁化强度和矫顽力产生了明显影响，这与合金的晶粒尺寸和取向性变化有关。4.结论本文研究了Fe掺杂对Ni-Mn-Ti合金马氏体相变和磁性能的影响。研究发现，Fe掺杂可以显著影响Ni-Mn-Ti合金的相变温度和磁性能。随着Fe掺杂浓度的增加，合金的马氏体相变温度降低，晶粒尺寸减小，磁化强度和居里温度降低。Fe掺杂的引入可以通过调控合金的相组成和微观结构来实现对合金磁性能的调控。本研究为Ni-Mn-Ti合金的性能调控和应用提供了新的方法和理论基础。参考文献：1.LiM,etal.EffectsofFedopingonthemicrostructureandmagneticpropertiesofNi-Mn-TiHeusleralloy.JournalofAppliedPhysics.2015,117(24):243904.2.ChenJ,etal.PhaseTransitionControlbyFeDopinginNi-Mn-TiHeuslerAlloys.AdvancedMaterials.2011,23(41):4749-4753.3.SuZ,etal.Magneticpropertiesandmartensitictra