蔡培阳, 冯尚申, 薛双喜, 陈卫平, 周 英, 吴建波, 王古平

(台州学院 物理与电子工程学院，台州 318000)

铁磁性形状记忆合金 Ni2MnGa是兼有热弹性马氏体相变和铁磁性转变的新型功能材料。它不仅可以在温度、压力场作用下诱发形状记忆效应，而且还可以在磁场作用下产生形状记忆效应。由于其在磁场控制下的形状记忆具有输出应变大、响应频率高及可精确控制等特点，使其可能在大功率水下声纳、微位移器、震动和噪声控制、微波器件、机器人等领域有重要应用，有望成为压电陶瓷和磁致伸缩材料之后的新一代驱动与传感材料[1−5]。对该材料的早期研究主要集中在单晶样品以及磁感生应变性能研究上，但化学计量成分的 Ni2MnGa合金的马氏体相变温度为 202 K，远低于室温，不利于材料的应用，为使材料的马氏体相变温度达到室温以上, 往往采用偏离化学计量成分的合金样品。通过调整非化学计量 Ni2MnGa，WU等[6]在Ni52Mn22.2Ga25.8单晶中得到室温0.3%的磁感生应变，WANG等[7]在Ni52Mn24Ga24单晶中得到室温 1.2%的磁感生应变，CHEN[8]在 277 K的Ni50.5Mn26.2Ga23.4单晶中得到 1.7%的磁感生应变，LIKHACHEV等[9]在Ni48Mn30Ga22单晶中得到室温5%的磁感生应变，MURRAY 等[10−11]在 Ni47.4Mn32.1Ga20.5单晶中得到室温 6%的磁感生应变和 5.7%磁剪切应变，JIANG等[12−13]在 Ni50Mn27.5Ga22.5单晶中得到室温6.3%的磁感生应变，SOZINOY 等[14]在Ni48.8Mn29.7Ga21.5单晶中得到室温9.5%的磁感生应变，可见富Mn单晶NiMnGa样品具有较大的磁感生应变。由于单晶制备工艺复杂、制备成本高、材料脆性大、生产效率低，很难大规模推广应用。近年来，关于非化学计量 Ni2MnGa合金多晶材料的研究逐渐发展起来，主要集中在如何改善Ni2MnGa合金的温度、应变、机械等综合性能上。……