形状记忆合金的弹性和马氏体相变的第一性原理研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李春梅 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 杨锐 ; 胡青苗 |
| 关键词 | 形状记忆合金 马氏体相变 弹性常数 占位 剪切模量 形状记忆合金 马氏体相变 弹性常数 占位 剪切模量 |
| 学位专业 | 材料物理与化学 |
| 中文摘要 | " 本文主要运用第一原理Exact Muffin-tin orbital（EMTO）方法结合相干势近似（coherent potential approximation，CPA），研究了形状记忆合金Ni-Mn-Ga和In-Tl的弹性和相的稳定性。本文首先很好地验证了标准化学计量比Ni2MnGa和纯金属In在奥氏体和马氏体两相的物理性质，理论上获得的晶格常数和弹性常数与实验值及其他理论结果十分吻合。其次，通过对合金在不同原子占位情况下自由能的计算和比较，我们建构了非化学计量比Ni-Mn-Ga和Ni-Mn-Ga-X(X=Fe，Co和Cu)四元合金中的原子稳定占位构型，我们发现，并非在所有情况下过量组分的原子都要占据在 “正常” 位置上，也就是占据在不足组分的原子晶格位置上。例如：在Ga过量的Ni-Mn-Ga合金，Ga原子则优先占据在Mn原子晶格位置上；对于Co引入的四元合金，Co原子只倾向于占据在Ni原子晶格位置上；对于Fe加入Ga不足的合金，“正常” 占位和Fe占据在Ni（或Mn）原子晶格上，然后被取代的Ni（或Mn）原子占据在Ga晶格上的情况则具有同样的结构稳定性。 基于建立起来的原子稳定占位构型和平衡状态下的基本参数，本文最后对合金化效应对In-Tl、Ni-Mn-Ga和Ni-Mn-Ga-X(X=Fe，Co和Cu)合金的0 K下弹性常数的影响做了计算研究，并且同时重点研究了立方相下四方剪切模量随成分的变化，结果发现，在In-Tl中，随着Tl含量的增加立方相剪切模量C′值逐渐增大而四方相C′值逐渐减小，在30% Tl附近，立方相C′由负数转变为正值。该理论结果验证了实验上马氏体转变温度TM随Tl含量增加而减小的趋势，并且在20%—30% Tl左右，In-Tl合金马氏体相变发生在室温附近；对于大多数Ni-Mn-Ga和Ni-Mn-Ga-X(X=Fe，Co和Cu)合金，随着平均每个合金原子的价电子数e/a的增加，剪切模量C′通常则逐渐减小，而TM的实验值逐渐升高。即：剪切模量C′可以看作是衡量这些形状记忆合金TM值大小的因子，通常较小的C′值对应着较高的TM值。然而，对于Ni2Mn1+xGa1-x和Ni2Mn1-xGaFex两个合金体系，他们则完全背离这种通常的变化趋势。进一步分析计算表明，这种背离很可能与合金中磁性原子特殊的磁相互作用有关。 " |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64435]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李春梅. 形状记忆合金的弹性和马氏体相变的第一性原理研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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