研究人员在Ni34Co8Cu8Mn36Ga14单晶中实现5%磁超弹性应变

发布时间：2024-07-04 15:49:27 栏目：生活

导读 近日，北京航空航天大学材料学院蒋成宝教授、王敬民教授课题组与中科院合肥物质科学研究院强磁场实验室合作，通过在磁诱导逆马氏体相变过程...

近日，北京航空航天大学材料学院蒋成宝教授、王敬民教授课题组与中科院合肥物质科学研究院强磁场实验室合作，通过在磁诱导逆马氏体相变过程中引入有序位错阵列形成择优取向的马氏体变体，在Ni 34 Co 8 Cu 8 Mn 36 Ga 14 单晶中实现了 5% 的巨磁超弹性。



该研究成果发表在 《先进科学》杂志上。

弹性是材料在变形后恢复其原始形状的能力，大多数金属的应变通常为 0.2%。形状记忆合金和高熵合金可以表现出超弹性，应变为百分之几，通常由外部应力引发。磁场引起的磁超弹性对于非接触材料操作以及开发新的大行程执行器和高效能量传感器至关重要。

在本研究中，研究人员通过施加压应力对 Ni 34 Co 8 Cu 8 Mn 36 Ga 14单晶进行应力约束转变循环 (SCTC) 训练。该过程引入了具有特定取向的有序位错。

这些有序位错影响了磁场诱导的可逆转变过程中特定马氏体变体的形成。相场模拟验证了这些有序位错产生的内部应力如何在形成这些优选的马氏体变体方面发挥关键作用。

通过将可逆马氏体转变与马氏体变体的优先取向相结合，单晶实现了 5% 的巨磁超弹性。

此外，还利用该单晶设计了一种使用脉冲磁场的装置。该装置的脉冲宽度为 10 毫秒，得益于巨磁超弹性，在室温下实现了大冲程。对于可能的应用，它对 8 毫秒脉冲表现出快速响应，延迟约为 0.1 毫秒。

王教授说：“我们的工作提供了一种通过缺陷工程获取高性能功能材料的有吸引力的策略。”