《NiMnSnCo磁製冷材料快速凝固過程及微觀結構研究》是依託上海大學，由鄭紅星擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：NiMnSnCo磁製冷材料快速凝固過程及微觀結構研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄭紅星
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
單輥快速凝固技術在NiMn基磁製冷材料製備中倍受青睞，但現有研究對凝固過程關注較少。本項目綜合考慮磁性原子合金化效應，利用單輥快速凝固技術能夠顯著提高固溶度的特性，將高比例Co原子以整體摻雜的方式強制固溶進入NiMnSn基體中，探索通過凝固過程控制，製備超性能低成本NiMnSnCo磁製冷材料的可能性。在項目開展過程中，首先對凝固過程中NiMnSnCo材料的物相選擇及競爭行為進行分析，確定出獲取單相材料的成分範圍及條件；其次在考察材料結構相變、磁性轉變以及磁性能的基礎上，將先進的原子探針層析技術引入結構分析中，逐個探測原子，重構材料三維空間中不同種類原子的排布，結合X射線衍射技術，從原子層面解析其微觀結構特徵。本項目的科學意義在於從原子層面揭示材料結構與性能之間的內在關係，探索凝固過程控制技術，為新型NiMn基磁製冷材料的研發提供技術支持和理論依據。
結題摘要
Heusler型NiMn基磁製冷材料在低碳環保綠色節能的社會發展理念下受到越來越多的關注。原定申請書中擬研究內容為：（1）揭示快速凝固Ni–Mn–Sn(Co)材料物相選擇及競爭規律；（2）精細解析Ni–Mn–Sn(Co)材料物相結構微觀特徵；（3）梳理結構相變及磁學性能行為與製備條件之間的內在關係。通過本項目的開展，得到以下幾點主要研究成果：（1）揭示了快速凝固Ni–Mn–Sn–Co材料物相選擇及競爭規律，發現隨著過量Co元素的加入，通過離異共晶反應在薄帶材料中可能形成Ni17Sn13型第二相；（2）採用高分辨透射電鏡全面精細解析Heusler型Ni–Mn–Sn(Co)材料物相結構，構建出馬氏體結構相變過程中多因素成分相關性；（3）採用差示掃描量熱技術，澄清了Heusler型Ni–Mn–Sn材料熱彈性馬氏體相變的絕熱本質，提出一個新的相變遷移模型，解決了熱彈性相變的時間屬性爭議；（4）將快速凝固Heusler型Ni–Mn–Sn薄帶材料相變遲滯效應認知推進至納米尺度，根據透射電鏡觀察到的孿晶變體泥巴狀斷裂特徵，提出局域壓力約束相變遲滯效應機理；（5）探索製備出高性能富Mn型Mn–Ni–In磁製冷材料。上述研究成果對於深入理解Heusler型Ni–Mn–Sn(Co)材料微觀物相結構以及相變過程控制有著重要的科學意義和套用價值。
