论文部分内容阅读
Ni-Mn基铁磁形状记忆合金中的马氏体相变以及结构、磁性、电性之间的相互耦合,使其表现出复杂的物理行为。逆磁热效应、磁电阻效应、变磁性形状记忆效应、交换偏置效应（Exchange Bias,EB）、压卡效应等诸多现象的发现,无不体现了Ni-Mn基铁磁形状记忆合金的丰富的物理内涵和潜在的应用前景,如磁致冷、磁传感、磁驱动等。本论文重点研究了Ni-Mn基Heusler合金中的相变和磁性调控,并研究了其磁热效应和交换偏置效应,主要内容包括三部分:（1）Pd（Pt）掺杂Ni-Mn-Sn合金的中间马氏体转变和交换偏置增强效应我们研究了Ni50-xMn36Sn14Tx（T=Pd,Pt;x=0,1,2,3）合金的相变和交换偏置效应。在Ni50Mn36Sn14合金没有观察到中间马氏体转变,通过掺杂Pd（Pt）元素到Ni50-x Mn36Sn14Tx（T=Pd,Pt）产生合适的负化学压力可以诱导产生中间马氏体转变。随着施加磁场的增加,中间马氏体相变逐渐减弱甚至抑制;随着进一步增加Pd（Pt）元素的比例（x=3,Pd;x=2,Pt）,中间马氏体转变消失。另外一个显著的结果是随着Pd（Pt）的添加,交换偏置效应增强。这个现象可能主要由于Pd（Pt）原子比Ni具有更强的自旋轨道耦合。（2）高Mn含量Mn50Ni50-x Snx合金的相变、磁热效应研究在Ni-Mn基Heusler合金中,其磁性主要来源于Mn,因此提高Mn含量有助于增强其磁性。我们通过电弧熔炼的方法制备了系列Mn50Ni50-x Snx（x=5-25）合金,并对其相变、磁热效应进行研究。结果表明,随着Sn含量的增加,马氏体转变温度逐渐降低。当x￡15时,材料在低温下表现出典型的自旋玻璃行为。而当x>15时,自旋玻璃行为消失,低温下材料表现铁磁性行为。当x=9.5时,材料表现出弱磁马氏体相到铁磁奥氏体相的结构相变,伴随着较大的磁化强度的突变,从而表现出较大的磁热效应。（3）铸态Hf0.83-xZrx Ta0.17Fe2合金大的低场磁相变通过电弧熔炼的方法制备Hf0.83-xZrx Ta0.17Fe2（x=0,0.1,0.2,0.3）系列合金。铸态样品具有单相的六方Mg Zn2型结构。当x<0.3时,随着温度的升高,表现从铁磁相到反铁磁相的一级转变。随着Zr成分的增加（x<0.3）,铁磁相到反铁磁相的一级转变温度往低温偏移,同时磁化强度有所增强。在转变温度附近发现磁场诱导反铁磁相到铁磁相的相变,引起大的磁热效应。这种可调控的转变温度和大的磁热效应使得铸态Hf0.83-xZrx Ta0.17Fe2合金成为磁制冷的潜在材料。