NiCoMnIn磁制冷合金的相变和磁性能研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangxing0828
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NiCoMnIn在特定温度范围内能够发生磁-结构耦合相变,使其在低场下具有优异的磁热效应,是一种潜在的室温磁制冷材料。为进一步提高合金性能,本文制备了Ni45Co5.5Mn36.5In13、Ni45.2Co5.1Mn36.7In13和Ni44.3Co6Mn36.7In13三种合金,分别进行二次热处理,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热分析仪、振动样品磁强计等设备研究合金成分和二次热处理对马氏体相变行为和磁性能的影响规律。研究发现,室温下,三种成分的NiCoMnIn合金退火态和二次热处理态显微组织均为马氏体与奥氏体相共存。尽管Co/Ni比不同,但三种合金的马氏体均为体心正方结构。对于二次热处理态试样,随着热处理温度的升高,马氏体体积分数不断增加,奥氏体体积分数不断下降。二次热处理不会在合金中引入第二相,也不会改变合金的晶体结构类型,只会轻微改变晶格常数。三种合金不管是退火态,还是二次热处理态,均表现为一步热弹性马氏体相变。相变温度随着Co/Ni比增加呈不断降低的趋势。二次热处理态样品的相变温度随着热处理温度的升高不断提高,在650℃达到最高,随后降低。Ni45Co5.5Mn36.5In13合金不管是退火态还是二次热处理态,在1T的低磁场驱动下均能诱发马氏体逆转变。经二次热处理后,外加磁场均导致相变温度降低,说明二次热处理能够促进磁诱发马氏体逆相变,650℃热处理后,相变温度随磁场的变化值最大,达到28 K/T,是退火态样品的7倍。二次热处理对Ni45.2Co5.1Mn36.7In13合金的磁化强度影响最大,350℃处理后磁化强度差比退火态样品提高了96 emu/g。对于退火态样品,Ni45.2Co5.1Mn36.7In13的绝热温差最大,为-1.9 K,该合金经二次热处理后,磁熵变明显提升,350℃处理后样品在5T磁场下最大磁熵变达到23 J/kg K,磁制冷能力约为230 J/kg。
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