基於準同型相界原理的高性能磁致伸縮材料研究

《基於準同型相界原理的高性能磁致伸縮材料研究》是依託西安交通大學，由宋曉平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於準同型相界原理的高性能磁致伸縮材料研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：宋曉平
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

磁致伸縮材料是製造換能器和感測器的重要磁性功能材料。隨著現代產業技術和國防技術對微位移控制系統的要求日益提高，迫切需要開發具有窄滯後、高靈敏度和大應變的高性能磁致伸縮材料。本項目是在我們前期已取得研究成果基礎之上，提出基於準同型相界原理開發高性能磁致伸縮材料的研究。項目研究從材料組分調控出發，採取準同型相界中臨界相變能促進相結構失穩的研究思路對磁致伸縮材料進行理論設計，並理論歸納出提高磁致伸縮材料性能的普適準則。在此基礎之上，採用多種材料製備方法在Laves型RT2稀土過渡族化合物和Heusler型Ni2MnX合金中實現新型磁致伸縮材料的開發，並對其熱、電、力等相關物理問題進行深入研究。通過本項目研究，可闡釋磁致伸縮效應的準同型相界原理的物理機制，並最終製備出具有窄滯後、高靈敏度和大應變的高性能磁致伸縮材料；同時為尋找熱、力、電等其它具有高磁回響效應（如磁熱效應等）材料提供理論依據。

結題摘要

磁致伸縮材料是製造換能器和感測器的重要磁性功能材料。隨著現代產業技術和國防技術對微位移控制系統的要求日益提高，迫切需要開發具有窄滯後、高靈敏度和大應變的高性能磁致伸縮材料。本項目是在我們前期已取得研究成果基礎之上，提出基於準同型相界原理開發高性能磁致伸縮材料的研究。項目研究從材料組分調控出發，採取準同型相界中臨界相變能促進相結構失穩的研究思路對磁致伸縮材料進行理論設計，並理論歸納出提高磁致伸縮材料性能的普適準則。在本項目的研究過程中，我們主要設計並製備了基於Laves型RT2稀土過渡族化合物和Heusler型Ni2MnX兩種材料的磁性準同型相界，主要分析了準同型相界附近的高磁致伸縮效應，並利用Landau相變理論和第一性原理計算了其高性能的物理機制。在次基礎上對其熱、電、力等相關物理問題進行深入研究，發現了相界附近的小熱滯，大製冷能力的磁熱效應和較大的自發交換偏置效應。最終，通過本項目研究，我們闡釋磁致伸縮效應的準同型相界原理的物理機制，並製備出具有窄滯後、高靈敏度和大應變的高性能磁致伸縮材料；同時為磁熱效應、交換偏置效應等物理現象提供了理論依據。