（材料学专业论文）磁控溅射法制备铁磁形状记忆合金nimnga薄膜的性能研究.pdf

江 苏 大 学 硕士 学位论 文 摘要 铁磁形状记忆合金n i 一 v l n g a 是一种新型的智能材料，最突出的应用功能在于 它的马氏体变体可以由外加磁场驱动重新排列而显示出类似于磁致伸缩效应的宏 观应变。但是由于块体材料的响应速率较慢且脆性高，很难切割成较小的块，在 一定程度上限制了它的应用，最近，有人研制了做为驱动材料的形状记忆合金薄 膜，很好的解决了这个问题。 本文采用微波e c r 射频磁控溅射技术在s i 。( 1 0 0 ) 基片、n i m n g a 基片和p z t 压电陶瓷片上分别制各n i h 恤一g h 薄膜，研究了各种制备参数对薄膜成分和性能 的影响，以期对这种新型的薄膜材料的制备及特性进行初步探索。结果如下： 使用e d s 能谱仪分析薄膜的成分发现，射频功率对薄膜的成分有较大影响。 当溅射功率处于1 7 5 w 与2 5 0 w 之间时，所沉积的薄膜的成分与靶的成分较为接 近。随着溅射功率的增加，m n 和n i 的原子百分比稍微增加，g a 的含量减小。但 是沉积在n i - m n g a 块体和p z t 上的薄膜中g a 含量的下降幅度较大，这说明不同 的基体材料对于薄膜的成分有一定的影响。随后，对薄膜进行了真空热处理，热 处理温度5 0 0 。c 一9 0 0 c 范围内，对薄膜的x r d 分析表明，沉积态薄膜为非晶态， 热处理后的薄膜呈多晶态，晶粒呈多种取向，分别为( 0 2 2 ) ( 0 0 4 ) 。晶粒尺寸随着 热处理温度的增加呈线性增长的趋势。 使用扫描电子显微镜( s e m ) 对薄膜的表面观察表明，薄膜的生长和基体有 关，硅片上的薄膜的表面比较光滑，同时膜上存在颗粒状物质，最大颗粒直径约 为2 p r a 。p z t 上的薄膜断面图片显示，薄膜为柱状生长结构，且厚度约为5 1 u n 。 采用w y k o 形貌仪检测薄膜的表面粗糙度，薄膜表面的粗糙度随着溅射功率 的增大呈线性增大趋势。采用纳米硬度计( t r i b o i n d e n t e r ) 系统及其摩擦力显微镜 ( m ) 组件进行了纳米压痕实验，来表征薄膜的硬度和弹性模量值，知在所定 温度范围内n i m n g a 薄膜的硬度和弹性模量随退火温度的升高而增大。使用原子 力显微镜( a f m ) 对薄膜的表面形貌进行了分析，知其为典型的核生长型，并对 江 苏 大 学 硕 士 学 位论文 其生长过程进行了描述。 对薄膜应变进行测试结果表明，随着磁场强度的增加，各个样品的应变值都 增大，但都和靶材一样为负值。在磁场强度为4 0 k o e 时，热处理后的硅片上薄膜 的应变值一8 5 p p m ，未热处理的硅片上的薄膜的应变值为一8 0 p p m ，n i m n g a 块体上的薄膜的应变值为- - 1 4 2 p p m 。 关键词：形状记忆合金；n i m n g a ；微波e c r ；薄膜 。江苏大 学 硕 士 学 位 论 文 a b s t r a c t f e r r o m a g n e t i cs h a p em e m o r ya l l o y sq 7 s m a s ) i san e wt y p eo fi n t e l l i g e n t m a t e r i a l t h e i rn o t a b l ec h a r a c t e ri ss h a p em e m o r ye f f e c tw h i c hc a l lb ei n d u c e db y m a g n e t i cf i e l d ，a n dt h e i rm a r t e n s i t eh a sl a r g er e v e r s i b l em a g n e t i c f i e l d i n d u c e ds t r a i n h o w e v e r ，t h eb u l kh a sv e r yh i g hb r i t t l e n e s sa n dl o wr e s p o n s es p e e d ，i ti sd i f f i c u l tt ob e m a c h i n e dt os m a l lp a r t s ，w h i c hr e s t r a i ni t sa p p l i c a t i o ni nc e r t a i ne x t e n t r e c e n t l y ， p e o p l ed e v e l o p e dt h ef i l m so ff e r r o m a g n e t i cs h a p em e m o r ya l l o y s ，w h i c hi sag p o d s o l u t i o nt od e a lw i t ht h i sp r o b l e m i nt h i st e x t , n i - m n - g at h i nf i l m sw e r ep r e p a r e db ym w - e c rr fm a g n e t r o n s p u t t e r i n go ns is u b s t r a t e ，n i m n g as u b s t r a t ea n dp b z r t i 0 3 ( p z t ) p i e z o e l e c t r i c c e r a m i c ss u b s t r a t e a n dt h e n ，t h ee f f e c to fp r e p a r a t i o np a r a m e t e r so nt h ec o m p o s i t i o n o ff d m sa n dp r o p e r t yw e r ed i s c u s s e d t h er e s u l t sa r eg i v e na sb e l o w ： t h ef d m sw e r ec h a r a c t e r i z e dw i t he n e r g yd i s p e r s i v es p e c t r o s c o p y ( e d s ) ，t h e r e s u l t ss h o wt h a ts p u t t e r i n gp o w e rc a na f f e c tt h ec o m p o s i t i o no ft h ef d m s w h e nt h e s p u t t e r i n gp o w e r i sb e t w e e n1 7 5 wa n d2 0 0 w , t h ec o m p o s i t i o no ft h ef i l m si ss i m i l a rt o t h ec o m p o s i t i o no ft a r g e t w i t ht h ei n c r e a s eo ft h es p u t t e r i n gp o w e r , m na n dn ic o n t e n t i n c r e a s es l i g h t l yi nt h ef i l m ，w h i l et h eg ac o n t e n td e c r e a s e di nt h ef i l m h o w e v e r , w h e n t h ef i l m sw e r ed e p o s i t e do nt h en i - m n g as u b s t r a t ea n dt h ep z ts u b s t r a t e t h el a p s e r a t eo ft h eg ac o n t e n ti nt h ef i l mi sl a r g e ，w h i c hi n d i c a t e dt h a tt h ed i f f e r e n tm a t r i x m a m f i f lh a so b v i o u si n f l u e n c eo nt h ec o m p o s i t e so ft h et h i nf i l m t h e nt h ef i l m sw e r e a n n e a l e di nv a c u u ms i n t e r i n gf i j m a c e t h eh e a tt r e a t m e n tt e m p e r a t u r ei si nt h er a n g eo f 5 0 0 9 0 0 c b yx r da n a l y s i s ，t h ed e p o s i t i o nt h i nf i l m sa r ea m o r p h o u sa n dt h ea n n e a l e d f i l m sa r ep o l y c r y s t a l 谢t hm a i ng r a i no r i e n t a t i o n ( 0 2 2 ) ( 0 0 4 ) t h es i z eo fg r a i np r e s e n t s t h el i n e a rt r e n dt h a tr i s e sa st h ei n c r e a s eo ft h eh e a tt r e a t m e n tt e m p e r a t u r e t h et i r o sw e r ec h a r a c t e r i z e dw i t hs c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y ( s e w ，t h er e s u l t s h o w st h a tt h es u b s t r a t e sc a na f f e c tg r o w t ho ft h ef d m t h es u r f a c e so ft h ef i l m s d e p o s i t e do ns i l i c o ns u b s t r a t ea r em u c hs m o o t h e rt h a nt h a to ft h ef i l m sd e p o s i t e do n p z to rn i - m n g as u b s t r a t e s o m ep a r t i c l e se x i s t e di nt h es u r f a c eo ft h ef i l ma n dt h e l a r g e s td i a m e t e ro ft h ep a r t i c l ei sa b o u t2 1 a n t h ec r o s s s e c t i o n a ls e mi m a g eo ft h et h i n 盯t 江 苏大 学 硕 士 学 位论文 f i l md e p o s i t e do nt h ep z ts u b s t r a t es h o wt h a tt h en i - m n - - g ac y l i n d r i c a lg r a i n sg r o w w i t hap r e f e r e n t i a lo r i e n t a t i o nn o r m a lt os u b s t r a t e s t h et h i c k n e s so ft h ef i l mi sa b o u t 5 1 m a b yw y k oa n a l y s i s ，t h es u r f a c er o u g h n e s so ft h ef i l m si n c r e a s e sw i t ht h e s p u t t e r i n gp o w e ri n c r e a s e s b yn a n o m e t e rs c l e r o m e t e r ( t f i b o l n d e n t e r ) s y s t e ma n d f r i c t i o nf o r c em i c r o s c o p e ( l f m ) a n a l y s i s ，a st h ea n n e a l i n gt e m p e r a t u r er i s e s ，i t ss u r f a c e h a r d n e s sa n de l a s t i cm o d u l u si n c r e a s e b ya t o m i cf o r c em i c r o s c o p e ( a f 呻a n a l y s i s ， t h eg r o w t ho ft h ef i l m sb e l o n gt ot h em o d e ln u c l e a r ，a n dd e s c r i b e di t sg r o w t hp r o c e s s t h es t r a i na n dm a g n e t i cf i e l di n t e n s i t yc u r v es h o w st h a tt h es t r a i ng r o w sw i t ht h e i n c r e a s eo fm a g n e t i cf i e l di n t e n s i t y w h e nt h ef i e l di sa b o u t4 0 k o e ，t h el a r g e s ts t r a i n o fh e a t e df i l m so ns i s u b s t r a t e sa n dn i m h g as u b s t r a t ea r e - - 8 5 p p ma n d 一 1 4 2 p p mr e s p e c t i v e l y , t h el a r g e s ts t r a i no f u n h e a t e df i l m so ns is u b s t r a t ei s - - 8 0 p p m k e y w o r d s ：s h a p em e m o r ya l l o y ，n i - m n g a ，e c rm a g n e t r o ns p u t t e r i n g ，t h i nf i l m i v 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部 内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用本授权书。 不保密彳 学位论文作者签名：金i 氛 卅年月譬e t 何 移一 ，： 月 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：金岚 日期： 砌7 年月萝日 江 苏 大 学硕 士 学位论 文 1 1 引言 第一章绪论 2 0 世纪8 0 年代中期，人们提出了智能材料( i n t e l l i g e n tm a t e r i a l s ) 的概念。 智能材料来自于功能材料，功能材料有两类：一类是对外界( 或内部) 的刺激强 度( 如应力、热、光、电、磁、化学和辐射等) 具有感知的材料，通称感知材料， 用它可做成各种传感器；另一类是对外界环境条件( 或内部状态) 发生变化作出 响应或驱动的材料，这种材料可以做成各种驱动( 或执行器) 。智能材料是利用上 述材料做成传感器和驱动器，借助现代信息技术对感知的信息进行处理并把指令 反馈给驱动器，从而作出灵敏恰当的反应，当外部刺激消除后又能迅速恢复到原 始状态。这种集传感器、驱动器和控制系统于一体的智能材料，体现了生物的特 有属性【。 目前引起广泛关注的智能材料有：光导纤维、压电材料、电磁流变液、形状 记忆材料等。其中，光导纤维是利用两种介质面上的全反射原理制成的光导元件， 通过分析光的传播特性可获得光纤周围的力、温度、压强、密度等参数的变化， 因而广泛用作传感元件或智能材料中的“神经元”，具有反应灵敏、抗干扰能力强 和耗能低等优点。 压电材料是通过电偶极子在电场中的自然排列而改变材料的尺寸，响应外加 电压而产生应力或应变，电和力学性能之间呈线性关系，具有响应速度快、频率 高和应变小等特点。 电磁流变液可作为一种执行器，流体中分布着许多细小可极化粒子，它们在 电场( 磁场) 作用下极化时呈链状排列，流变特性发生变化，可以由液体变得粘 滞直至固化，其粘度、阻尼性和剪切强度都会发生变化。 形状记忆材料包括形状记忆合金、记忆陶瓷以及聚氨基甲酸乙酯等形状记忆 聚合物，它们在特定温度下发生热弹性( 或应力诱发) 马氏体相变或玻璃化转变， 能记忆特定的形状，且电阻、弹性模量、内耗等发生显著变化1 2 】。 磁致伸缩材料是将磁能转化为机械能的材料，一般是具有铁磁性或亚铁磁性 的材料，在居里温度以下，由于直接交换作用或间接交换作用，材料内部发生自 发磁化，形成大量磁畴，在每个磁畴内，晶格都发生变形，其磁化强度的方向是 江苏大 学 硕 士 学 位论文 自发形变的一个主轴，在外加磁场中，大量磁畴的磁化方向转向外磁场，结果使 材料沿外场方向伸长或缩短。目的研究的最多且得到商业化应用的磁致伸缩材料 t b d y f e ，其响应频率可达1 0 0 0 h z 以上，最大应变约为0 2 4 1 3 1 。磁致伸缩材料 无论在功率转换效率、响应频率、低压效果以及可靠性方面都较传统压电陶瓷材 料的性能优良，广泛应用于工业上各种精密控制和超声应用方面，如超精密机床、 高速阀门、计算机光盘驱动器和超声医疗工具等【4 】。 形状记忆合金材料( s h a p em e m o r ya l l o y sm a t e r i a l s ) 是通过温度的变化诱发高 温奥氏体母相和低温马氏体之间相变及逆相变过程来实现形状记忆效应的，这种 温度控制的形状记忆材料在相变过程中可产生较大的回复应变。热弹性马氏体相 变的特征是：当温度降低或者应力增加时，马氏体片连续形成和长大，当温度升高 或应力减小时，则按相反方向进行，即马氏体片逐渐缩小和消失。从目前来看，形 状记忆合金包括n i 面、n i 一面一n b 和c u z n 一等很多种合金。其中应用的 较为广泛的t i n i 合会具有高达l o j c m 3 的工作输出。薄膜状形状记忆材料在微型 系统中具有诱人的应用前景，但是对于如何控制形状记忆薄膜材料包括化学计量、 杂质聚集物和各向异性在内的微结构特性还存在一定的困难。对于薄膜材料已经 可以像块体材料一样成功地产生单程和双程形状记忆效应，但是在块体中观察到 的高达1 0 的超弹性应变并没有在薄膜材料中得到证实【5 1 。然而，由于在温度变 化驱动马氏体相变的过程中，温度的升降过程特别是降温过程，受到散热速率等 因素的影响，使得相变过程对温度变化响应缓慢，导致其响应频率比较低( 1 h z 左 右、i ，这严重的制约了温控形状记忆合金的广泛应用【毛7 】。 铁磁形状记忆合金( f e r r o m a g n e t i cs h a p em e m o 巧a l l o y s ，简称f s m a s ) ，是最 近几年比较热门的一类新型智能材料，其显著特征是形状记忆效应可以由磁场来 控制以及马氏体相具有大的可恢复磁感生应变。铁磁形状记忆合金在温度作用下 能诱发马氏体及其逆转变，引起较大的应变，它们具有传统形状记忆合金的所有 特性。最突出的应用功能在于它的马氏体变体可以由外加磁场驱动重新排列而显 示出类似于磁致伸缩效应的宏观应变。因此，铁磁形状记忆合金既保持传统形状 记忆材料输出应变大和高推动力的优点，同时又可以在磁场下实现瞬间动作，大 大缩短了响应时间( 小于1 m s ) 【引。由于它克服了传统温控形状记忆材料响应频率 低的缺点，在执行器和传感器方面有着更加广泛的应用潜力f 9 1 。铁磁形状记忆合 2 江苏大 学 硕士 学 位论文 金现在仍然处在发展的初级阶段，到目前为止发现的候选材料包括：n i m n o a ， c o m n o a ，f e p t ，c o n i 和f e n i c o t i 等。但是，据目前的资料看仅仅n i m n g a 三元金属间化合物被证明是兼有形状记忆和磁感生应变双重功能的材料，其它系 统仍然在探索阶段【1 0 1 1 1 ，再加上其磁滞性较低，应变较大，并且可以只通过调整 成分改变马氏体相变温度，因此成为目i j 研究的最多的铁磁形状记忆材料【1 2 , 1 3 】。 1 2 形状记忆效应的微观机理【1 4 1 形状记忆效应是由于合金中发生了热弹性或应力诱发马氏体相变。在许多形 状记忆合金系中存在两种不同结构状态，高温时称之为奥氏体相，是一种体心立 方晶体结构的c s c l 相( 又称b 2 ) ；而低温时称之为马氏体相( m ) ，是一种低对 称性的单斜晶体结构。合金成分的改变可以使马氏体形成和消失的温度在 1 7 3 k - 3 7 3 k 范围内变化。对于n n i 系来说，b 2 到马氏体相之间还存在一个重要 的r 相，它具有菱形晶体结构。 这类相变具有热滞效应，如图1 1 所示。图中四个相变特征温度分别为马氏 体转变开始温度m s 、终了温度m f 、母相转变( 也称逆转变) 开始温度氏和终了 温度a f 。相应的晶体结构变化在图标中标出。热滞回线间的热滞大小一般为 2 0 k 4 0 k 。 基 烈 墨 舯 鼷 蛙 暑f 例 姒 ， 圆 脚 温度 图1 1 形状记忆合金在冷热循环过程中呈现的热滞现象 f 埝1 1t h e r m a ll a gp h e n o m e n o no fc o l d t h e r m a lc y c l i n go ns h a p em e m o r ya l l o y s 3 江苏犬学硕士学位论文 掺“。獬 h1 2 形状记忆效应的微结掏变化过“ f i 9 1 2 m i c m s t r u c m r cc h 卸g c c s s o f m c m o 叫。口。h 图12 示意说明形状记忆效成的微观机理。专母相史氏体冷却到低丁m s 点 温度叫，即转变成码氏体。通过多品和单晶c u - 皿合盒试验发现，相变时，。5 氏 体常围绕母相的一个特定伉棚形成4 种变体，台称为一个“马氏体片群”。变体的 惯习面以这特定位相对称排列。在光学显微镜下采用偏振光观察，每个马氏体 片群具有4 种小同颜色，这表征各个变体的位相不同。之所以形成这种结构，足 阴为每片马氏体形成时，在其周匍的基体中造成了一定方向的应力场，变体欲沿 这个方向k 人就搬困难。如果有另一个码氏体变体杠此应力场中形成，它将沿阻 力小的取向牛长，使应变能降低。在宏观上霜，由4 种变体组成的 群的总应变 能趋于零，此即称为“马吁悼相变的白适应现象”。在通常的形状u 忆台金中，根 据马氏体和母相的晶体学灭系，兆有6 个片群，2 4 种马氏体变体。在外力作用r ， 形状记忆合会町以把马氏体相自适应相瓦抵消的变形屠腥供出来。这罩有两种情 况：种是呈屿氏体状态的试样，d 简单外力作川r 白适应排列的马氏体顺应力 方m 发生再耿向，大部分或全部马氏体都取个方向时，造成1 氏体的择优舣 向，整个试样呈现明显的形变：另一种是呈衅相状忐的试样，在单向外力作用f 能诱发， 氏体干日变，所牛成的5 氏体都顺应力方向作择优取吼整个试样也会早 现明显的变形。! 氏体择优取向足通过孪乍雨j 界i j j 移动实现的。这种变体的择优 ，t k 称为马氏体再取向过程。当热时，在a s 和a f 之，马氏体发生逆转变。 由卜码氏体品体的对称性低，冈此在逆转变时马氏体中只形成r 儿个母柑的等效 晶体位向，有时h 形成个母相的原米位向。与母相为长程有序时，形成单一母 相原束化向的倾向史人，使马氏体完全同复r 原束f t 相的晶体，宏跏变形也就完 江 苏 大 学 硕士 学 位论文 全回复。其过程如图1 3 所示。基于这种机理，形状记忆合会能够记忆各种赋于它 的形状，在外界温度变化时，产生形状记忆功能。 2 4 个马氏俸变体 加热马氏体 向母树转变 形状回复 变形引起马氏 体变体自济调 广：生形状变化 应力? 肖除 图1 - 3 形状记忆效应的原理示意图 f i g1 3p r i n c i p l es c h e m a t i co fs h a p em e m o r ye f f e c t 1 3 铁磁形状记忆合金n i m n g a 的结构 标准化学计量n i 2 m n g a 合金属于h e u s l e r 型合金，是一种高度有序的三元金 属间化合物，合金在高温状态下具有h e u s l e r 型结构，而在低温状态下具有马氏 体结构【1 5 1 6 7 1 。高温相奥氏体相为l 2 l 型立方结构( 如图1 4 所示) ，是典型的o h ( f m 3 m ) 型空间点阵结构，l 2 ，结构是由a ，b ，c ，d 四种原子分别构成四个面心 立方( f c c ) 晶格相互错套而成，四种原子分别占据( 0 ，0 ，o ) ，( 1 4 ，1 4 ，1 4 ) ，( 1 2 ， 1 2 ，1 2 ) ，( 3 4 ，3 4 ，3 4 ) 点阵位置。a ，c 点阵位置为n i 原子所占据，b 点阵位 置为m n 原子所占据，d 点阵位置为g a 原子所占据。与m n 原子最近邻的是8 个n i 原子，次近邻的是6 个g a 原子，而m n 原子之间的问隔是第三近邻。原子 间距分别为o 2 6l u l l ，0 3 n m 和o 4 2n m 。m n 原子之i 、日j 的磁耦合作用是通过n i ， g a 提供的巡游电子柬完成。a ，c ，d 位原子的巡游电子的结构决定了磁相互作 用的大小和符号。m n ，g a 原子的占位容易发生错乱，互相占据对方在l 2 ，型有序 结构中的位置。当m n ，g a 原子的占位无序度较高时，合金就发生了由l 2 ，型向 b 2 型的结构转变，成为c s c l 型结构。 5 江苏大学硕士学位论文 标准化学计量n h m a g a 合金在温度降至2 0 2 目马氏体转变开始温度m s ) 时发 生马氏体相变，由立方转变为四方结构，同时伴随体积收缩。n i z m n g a 合金的码 氏体是铁磁性的，并且有内部孪晶i 瑚。其变体孪晶面通常在四个 0 1 1 1 h ， 1 0 - + i w 品面内，其变体的c 轴几乎平行于母相的三个【0 0 1 】a ，【0 0 1 ”【o o l l 方向。双孪 生马氏体变体微结构因其具有最低的能量而易丁_ 形成，同时四方对称性方向是每 个马氏体变体唯的易磁化轴。因此，由于其单轴磁各向异性预计出现1 8 0 0 磁 畴擘结构。审温时立方晶体的点阵常数a = o 5 8 2 5 n m ，在42 k 时，四方晶体的点 阵常数为a = b = 05 9 2 0 砌，c = 05 5 6 6 n m ，c a = 09 4 。相变使品格常数滑c 轴的最大 变化量达65 6 【”i 。 图14 ( a ) 奥氏体状态下n i 2 v l n g a 合金的h e 璐i e r 型结构( b ) 四方形马氏体变体结构 f i 9 1 4 ( a ) h e u s l e r s t f i l c m mo f n i 小l n g a a l l o y u n d e r t h ea l 】s t e n i t ec o n d i t i o n g o ) s q u a r e m a r l e n s i t ea n o m a l o u s s l r o e t u r e 1 4n i m n g a 合金磁控形状记忆效应的机理 k u l l a k k o1 2 0 l 认为n i 2 m n g a 合金的磁驱动记忆机理在于磁场诱发孪晶的再 取向，其机理与般形状记忆合金中的应力诱发挛晶变体的再取向相类似，如图 15 所示。在外磁场h 的作用f ，磁晶各向异性能作为一种驱动力将使5 孪晶变 体发生倾转从而使n i m 一g a 合金的易磁化方向和外加磁场方向趋于一致。 由于韧始孪晶变体6 内的易磁化方向与外加磁场方向不司能一致，当磁品各向异 性能大于孪晶界能与6 挛晶变体倾转对外做功所需能量之和时，该孪晶变体发生 倾转而产生由5 变体向t 变体的转变即6 一t 。t 变体内的易磁化方向m 与外磁 场方向h 一致，系统总能量降低。由于磁晶各阳异性能的驱动，易磁化方向与外 江 苏大 学 硕 士 学 位论文 加磁场方向一致的孪晶变体丫将逐渐长大，而6 孪晶变体则逐渐缩小，导致孪 晶界的移动，从而产生宏观变形。由于马氏体孪晶界受控于外磁场方向，故当外 磁场转动时，马氏体孪晶将发生相应的转动，在宏观上表现为往复的磁控形状记 忆功能。 r - b 图1 5 ( a ) t 应力诱发马氏体孪品界移动( b ) 磁场h 诱发马氏体孪品界移动 f i g1 5 ( a ) t - s t r e s si n d u c e dm o v e m e n to fm a r t e n s i t