《NiFeMnAl中相變誘發的應變玻璃微觀結構和磁性的研究》是依託太原理工大學，由馮琳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：NiFeMnAl中相變誘發的應變玻璃微觀結構和磁性的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮琳
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
應變玻璃的發現豐富了無序材料的研究領域，帶來了全新的套用潛力並引導了馬氏體相變體系中全新物理機制的發現和研究。由於同時存在磁性和應變序，磁性應變玻璃將把晶格畸變與磁性以更新的方式關聯，從而進一步拓展應變玻璃的套用範圍。本項目以NiFeMnAl中首次觀察到的馬氏體相變誘發的磁性應變玻璃為研究對象，通過X射線衍射、高分辨透射電鏡研究該應變玻璃的微觀結構，結合熱行為測量和動態機械測量等手段分析其形成的物理機制，綜合多種磁測量手段分析該應變玻璃的磁性，結合第一性原理計算研究其磁性與微觀結構的關聯，揭示該應變玻璃磁性遠低於母相而接近馬氏體相的內在物理機制。我們還將研究該磁性應變玻璃的交換偏置效應和磁電阻效應，並進一步分析微觀結構對這兩種物理效應的影響機制。這些研究結果將進一步深化對磁性應變玻璃微觀結構和磁性的認識，並為通過控制磁性應變玻璃的微觀結構，調節其各種功能特性進而開展實際套用提供科學指導。
結題摘要
應變玻璃轉變是一類普遍存在於馬氏體相變材料中的特殊轉變。在應變玻璃中，母相經歷了一個隨機分布的納米尺寸的馬氏體應變疇被凍結的過程，在低溫下形成短程有序但長程無序的應變玻璃態。應變玻璃轉變不同於馬氏體轉變，微觀結構未發現長程馬氏體，並表現出動態凍結和各態遍歷破缺等重要的玻璃轉變特徵。雖然在凍結過程中未發生巨觀馬氏體轉變，這種材料卻可以表現優異的形狀記憶效應和超彈性。由於這類新型轉變對於揭示玻璃轉變、結構弛豫等基本物理問題具有重要的科學意義，還可能帶來全新的智慧型特性及套用，因而成為目前研究的熱點。本項目以NiFeMnAl 中馬氏體相變誘發的磁性應變玻璃為研究對象，採用熔煉、吸鑄和甩帶的方法製備了多種成分的NiFeMnAl合金，通過X 射線衍射、高分辨透射電鏡等方法研究該應變玻璃的微觀結構，結合熱行為測量和動態機械測量等手段分析其形成的物理機制，採用交流磁化率、VSM和SQUID等多種手段測量了合金的磁性和相變過程中的磁耦合。並結合第一性原理計算研究其磁性與微觀結構的關聯，揭示了該應變玻璃磁性遠低於母相而接近馬氏體相的內在物理機制。實驗結果表明某些成分的NiFeMnAl合金製備成母相後，如果經過溫度誘發的馬氏體相變，則轉變成應變玻璃，而如果經過外應力誘發的馬氏體相變，則轉變為馬氏體。這個新現象對於研究該材料的馬氏體相變和磁性是一個創新性的發現和新的探索視窗。此外，我們還發現NiFeMnAl合金中應變玻璃的產生與否對原子占位的有序度非常敏感。當原子占位混亂時，相變誘發應變玻璃，而當混亂度相對降低一些後，馬氏體相變轉變為可回復的相變。這些結果的發現表明，這類材料的相變-應變玻璃行為非常複雜和有趣，有待於進一步探索其物理本質。
