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Ti-50.8at%Ni马氏体相变中的电磁特性

周茜  
【摘要】: 本文研究了TiNi合金的电磁性质,以及TiNi合金中由温度变化引发的马氏体相变对于TiNi合金电磁性能的影响。对于一系列不同形变的Ti-50.8 at% Ni合金样品中的马氏体-奥氏体转变与其电磁性能的关系进行了研究。 通过测量TiNi合金样品的电阻率-温度曲线证明TiNi合金是半金属,并且尝试应用金属自由电子模型理论估算了其自由电子浓度,从而求出了金属自由电子模型中最为重要的参量n,根据算得的自由电子浓度n求出了其费米能量εF,以及其费米温度TF,并与碱金属的参数进行了对比。对于TiNi合金的磁性进行了研究,详细分析了室温(300K)的M-H曲线,对其中的顺磁相和铁磁相进行了讨论。 利用高场范围的M-H曲线的线性变化特征,求出顺磁态下样品的总表观磁化率为χ= (1.7±0.1)×10-5。估算出在TiNi合金中铁磁性晶粒大约只占样品的晶粒的0.07%。说明TiNi合金样品中的铁磁相很弱,Pauli顺磁相为主相。这与M-H曲线的结果很好的吻合。通过对TiNi合金样品室温以上的M-T曲线的测量结果,通过作1/χ?Τ曲线得出居里温度约为Τc=407K。 研究了TiNi合金样品中马氏体-奥氏体转变对样品电磁性能的影响。研究发现,在M-T低温曲线和比热测量中,降温曲线在183K附近有突降,升温曲线在233K附近有突升。升温过程的比热测量在大约234K处出现了由奥氏体相变引起的比热跳跃。在电阻率曲线测量中降温和升温的电阻率ρ也有类似的突变。这些实验结果表明,样品的马氏体相变开始温度约为184K,奥氏体相变开始温度约为234K。讨论了马氏体相与奥氏体相的磁性,发现在相同温度下,TiNi马氏体相的磁性小于奥氏体相。低温M-T曲线显示机械形变减弱了TiNi样品的磁性,但在形变量不大于6%的范围内,不改变其马氏体-奥氏体相变温度。分析了TiNi合金样品的低温M-T曲线,应用磁学基本原理对M-T曲线所呈现出的异常现象给出了解释。 本文尝试应用电磁测量的方法来确定TiNi合金的马氏体-奥氏体转变温度,通过对比电学,磁学,比热测量实验结果,确定了TiNi合金的马氏体-奥氏体转变的开始温度。对于机械拉伸对TiNi样品磁性的影响进行了研究,发现机械拉伸减小了样品的磁性。 研究和了解TiNi合金的电磁性能,为未来进一步研究TiNi合金的应用提供了有用的信息,对扩展其应用前景具有积极的意义。


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