磁性合金中的“磁有序強化”現象及其機理探索

《磁性合金中的“磁有序強化”現象及其機理探索》是依託東北大學，由王建軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：磁性合金中的“磁有序強化”現象及其機理探索
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王建軍
• 依託單位：東北大學

中文摘要

高溫金屬材料的強化問題一直都是材料研究領域的熱點與難點。常規的強化方式（如第二相強化等）在較高溫度下因熱力學穩定性不足加速材料的失效。本項目根據新發現的高溫磁有序強化現象，系統探討其作為高溫結構材料強化方式和提升蠕變性能的可行性。 本申請擬以具有磁有序強化特徵的高居里溫度Fe基合金為研究對象，通過高溫蠕變和高溫拉伸試驗，研究靜態和動態載荷下不同組分鐵基合金在高溫下的磁有序強化現象。利用DSC、XRD、VSM、MS、SEM、EBSD、HR-TEM、MFM等表征手段，研究不同成分和溫度下Fe基合金磁有序相變轉變規律，分析Fe基合金中磁有序度和磁疇的變化，揭示塑性變形過程中晶體缺陷與磁疇的互動作用，探討成分和溫度對磁有序強化的影響規律，從微觀層面闡明Fe基合金中磁有序強化的機理。本項目的完成可為磁有序強化方式提供一定的理論基礎，對於高溫金屬材料的設計、開發及工程套用具有重要的理論指導。

結題摘要

高溫金屬材料的強化問題一直都是材料研究領域的熱點與難點。常規的強化方式在較高溫度下因低的熱力學穩定性加速材料的失效,“高溫磁有序強化”是可能彌補高溫強度不足的一種新強化方式。 為此，本項目以具有磁有序強化特徵的高居里溫度Fe基合金為研究對象，通過高溫蠕變和高溫拉伸試驗，研究了靜態和動態載荷下不同組分鐵基合金在高溫下的磁有序強化現象，考察了變形條件下Fe基合金中磁矩取向分布的變化對磁疇偏轉及磁疇結構間轉化的影響，分析了變形條件與磁疇組織的內在關係，解析了不同變形條件下Fe基合金中位錯缺陷的運動機制及其與磁疇的互動作用，從微觀層面揭示了“磁有序強化”的本質。研究了不同組分Fe基合金鐵磁－順磁轉變的相變規律，分析了Fe基合金固溶體中原子磁矩大小的變化，探究了Fe基合金中磁疇大小、分布和磁疇結構變化的影響規律，考察了磁疇界壁的移動行為及疇壁移動過程中磁矩和磁有序度的變化行為；利用基於密度泛函理論的第一原理計算，研究了不同種類Fe基合金固溶體的晶體結構參數、價電子結構和微觀磁性特徵，計算和分析了各原子軌道磁矩和態密度變化，探討了不同成分和溫度下合金中電子自旋極化和原子磁矩的演變規律，分析了過渡金屬團簇中的自旋有序和自旋/軌道相互作用。 本項目在實驗測量和理論計算的基礎上，探討了各因素對Fe基合金微觀組織結構與磁結構特徵的影響程度及關聯關係，構建了“磁有序強化”的定量表征方程。本項目的完成可為磁有序強化方式提供一定的理論基礎，對於高溫金屬材料的設計、開發及工程套用具有重要的理論指導意義。