Co影响NiMnGa合金马氏体相变的第一性原理分析
Cu掺杂对TiNi合金马氏体相变路径影响的第一性原理研究
Cu掺杂对TiNi合金马氏体相变路径影响的第一性原理研究严顺涛;姜振益【期刊名称】《物理学报》【年(卷),期】2017(66)13【摘要】不同浓度的Cu元素掺杂会极大地影响TiNi二元合金的物理性质和相变行为.为了解释其中的物理机制,本文通过第一性原理计算,对TiNi和Ti50Ni25Cu25的相变机制和相稳定性进行了计算和讨论.通过计算Cu掺杂前后立方相到正交相、再到单斜相过程中的相变路径和相变势垒,解释了Cu掺杂对二元合金TiNi相变过程的影响.计算结果表明:TiNi合金的正交相和单斜相之间存在一个大小为1.6 meV的相变势垒;而对于Ti50Ni25Cu25,这两个相之间的相变势垒大小至少为10.3 meV,如此大的一个相变势垒意味着Ti50Ni25Cu25合金的正交相很难跨过势垒相变到单斜相.%As is well known, copper is such an unbelievable element that it can affect the phase transition behaviors of binary TiNi alloy when it displaces Ni element up to near upon 25%. The martensitic transition behaviors of TiNi1?xCux alloys appear from high-temperature cubic B2 phase to intermediate B19 structure with orthorhombic system and then finally to low-temperature B19′ phase with monoclinic system with x 610%on cooling, so called two-stage martensitic phase transformation. Whereas, it directly transforms into orthorhombic B19 phase with x>20%on cooling, so called one-stage martensitic phase transformation. The orthorhombic B19 phase becomes final low-temperature phase while monoclinic phase will be unstable on cooling.The electronic structures and the formation energies of various point defects, Mulliken bond orders, etc. are studied for TiNi1?xCux alloys, however, the phase transition pathway at an atomic level has not been described at all, and further, the difference in transition pathway between TiNi and Ti1Ni1?xCux has not been understood so far. In this work, we optimize the crystal structures of TiNi and Ti50Ni25Cu25 alloys with initial geometry from experimental data. In order to choose the proper positions of Cu atom, we calculate the total energy of each doping system and find the most stable configuration. To study the transformation mechanism of TiNi, we calculate the phonon-dispersion spectra of each phase with both frozen-phonon method and linear response method, and then find the atomic vibrations with the imaginary frequency. Finally, with the help of this atomic vibration direction with negative frequency, we find the intermediate structures by the linear interpolation method and calculate their total energies. The phase transformation of TiNi from cubic to orthorhombic phase is driven by the phonon softening at the M point (0.5, 0.5, 0) of Brillouin zone. For orthorhombic and monoclinic phase, TiNi has real phonon frequencies for all k points and modes. A barrier of 1.6 meV is calculated between orthorhombic and monoclinic phase while no barrier is found between cubic and orthorhombic phase of TiNi, so it is easy to transform from cubic to orthorhombic and then to monoclinic phase. There exists a potential energy barrier of 10.3 meV at least between orthorhombic and monoclinic phase for Ti50Ni25Cu25, which is too high for its transition to overcome the maximum value of potential energywhich corresponds to γ = 93.4?. The difference in transition pathway between TiNi and Ti50Ni25Cu25 accords well with the experimental measurement, so that the copper concentration with 25% in binary TiNi alloy will offer a new transition path from cubic to orthorhombic phase.【总页数】7页(P57-63)【作者】严顺涛;姜振益【作者单位】西北大学现代物理研究所, 陕西省理论物理前沿重点实验室, 西安710069;西北大学现代物理研究所, 陕西省理论物理前沿重点实验室, 西安 710069【正文语种】中文【相关文献】1.Cu掺杂6000系铝合金中β″相的第一性原理研究 [J], 温柏杨;贾志宏;吴小志;刘庆2.内在缺陷与Cu掺杂共存对ZnO电磁光学性质\r影响的第一性原理研究 [J], 张梅玲;陈玉红;张材荣;李公平3.Cu掺杂对TiO2性质影响的第一性原理研究 [J], He Chengdong;Zhang Yulin4.Zn掺杂对Heusler型磁性形状记忆合金Ni_(2)FeGa_(1-x)Zn_(x)(x=0-1)电子结构、磁性与马氏体相变影响的第一性原理研究 [J], 孙凯晨;刘爽;高瑞瑞;时翔宇;刘何燕;罗鸿志5.Al-Cu合金中Sc掺杂θ′/Al界面稳定性和电子结构的第一性原理研究 [J], 张冬兰;汪炯;孔毅;邹有;杜勇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Co-Ni-Al系形状记忆合金马氏体相变过程及热力学特征的研究中期报告
Co-Ni-Al系形状记忆合金马氏体相变过程及热力学
特征的研究中期报告
本中期报告介绍了对Co-Ni-Al系形状记忆合金马氏体相变过程及热
力学特征的研究进展。
首先，我们制备了一系列Co-Ni-Al合金样品，并通过X射线衍射和
扫描电镜观察了其微观结构。
实验结果表明，样品的晶体结构在不同的
Ni和Al含量下存在明显的变化，且在Ni/Al比例接近1:1时，合金样品具有最稳定的马氏体相结构。
接着，我们对合金样品的马氏体相变过程进行了研究。
通过差示扫
描量热分析和X射线衍射，在不同的温度范围内监测了样品的相变行为。
实验结果表明，当样品被冷却到马氏体相变温度以下时，样品的晶体结
构会由高温下的奥氏体转变为低温下的马氏体，随着温度的升高，样品
又会恢复到原来的奥氏体相结构。
最后，我们还探究了合金样品在相变过程中的热力学特征。
通过计
算样品的热容和焓曲线，我们得出了样品在相变过程中吸放热量的大小
和相变的热力学稳定性。
实验结果表明，相比于其他Ni-Al系形状记忆合金，Co-Ni-Al合金具有更高的相变温度和更高的热稳定性，这使得其在实际应用中具有更广泛的应用前景。
总之，我们的研究为深入理解Co-Ni-Al系形状记忆合金的相变行为
和热力学特征提供了重要的实验基础。
Co掺杂对Ni-Mn-Sn铁磁形状记忆合金磁性质的影响
Co掺杂对Ni-Mn-Sn铁磁形状记忆合金磁性质的影响曹伽牧;谭昌龙;田晓华;李钦赐;郭二军;王丽萍;曹一江【期刊名称】《中国有色金属学报（英文版）》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】采用第一性原理计算揭示了Co掺杂对Ni-Mn-Sn形状记忆合金磁性质的影响。
结果表明，掺杂Co使Ni-Mn-Sn合金中两相饱和磁化强度差增大的原因在于其奥氏体的Mn-Mn磁交换作用由反铁磁性转变为铁磁性。
奥氏体的顺磁态与铁磁态的能量差对Ni-Co-Mn-Sn的磁转变有重要影响。
此外，Co掺杂对磁性的影响与Mn 3d态的改变有关。
%The effect of Co substitution on magnetic properties of Ni-Mn-Sn shape memory alloy was revealed by first-principles calculations. Large magnetization difference in Ni-Mn-Sn alloy obtained by addition of Co arises from enhancement of magnetization of austenite due to change of Mn-Mn interaction from anti-ferromagnetism to ferromagnetism. Total energy difference between paramagnetic and ferromagnetic austenite plays an important role in magnetic transition of Ni-Co-Mn-Sn. The altered Mn 3d states due to Co substitution give rise to difference in magnetic properties.【总页数】5页(P1053-1057)【作者】曹伽牧;谭昌龙;田晓华;李钦赐;郭二军;王丽萍;曹一江【作者单位】哈尔滨理工大学应用科学学院，哈尔滨 150080;哈尔滨理工大学应用科学学院，哈尔滨 150080;哈尔滨理工大学应用科学学院，哈尔滨 150080;哈尔滨理工大学应用科学学院，哈尔滨 150080;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150080;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150080;哈尔滨理工大学应用科学学院，哈尔滨 150080【正文语种】中文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
镍钛合金奥氏体转变为马氏体的研究
镍钛合金奥氏体转变为马氏体的研究镍钛合金是一种重要的形状记忆合金，具有良好的力学性能和独特的形状记忆效应。
其中，奥氏体和马氏体是镍钛合金中两种常见的组织结构。
奥氏体是一种面心立方晶体结构，具有良好的韧性和可塑性；而马氏体是一种体心立方晶体结构，具有较高的硬度和弹性。
在镍钛合金中，当受到外界温度或应力的变化时，奥氏体与马氏体之间会发生相变，这种相变引起了许多研究者的关注。
研究人员通过实验和理论模拟等方法，对镍钛合金奥氏体转变为马氏体的机制进行了深入研究。
他们发现，奥氏体与马氏体之间的相变是由于镍钛合金中的微观结构发生了变化。
具体而言，这种相变是由于合金中的镍和钛原子在应力和温度变化的作用下重新排列形成马氏体的晶格结构。
在奥氏体转变为马氏体的过程中，研究人员发现了一些关键因素，如温度、应力和合金成分等。
他们发现，随着温度的降低或应力的增加，奥氏体向马氏体的相变速率会增加，并且相变温度也会发生变化。
合金的成分也会对相变性能产生影响。
研究表明，调节合金中镍和钛的含量可以改变相变温度和相变速率，从而对镍钛合金的性能进行调控。
除了通过实验方法进行研究外，一些研究人员还利用计算模拟方法来模拟镍钛合金奥氏体转变为马氏体的过程。
他们使用分子动力学模拟或基于第一性原理的计算方法，对合金中原子的运动和相互作用进行建模和仿真。
这些模拟结果不仅可以揭示相变的微观机制，还可以预测合金的力学性能和形状记忆效应等方面的变化。
总结回顾一下，镍钛合金奥氏体转变为马氏体是由于合金中的微观结构发生了变化。
通过调控温度、应力和合金成分等因素，可以改变相变温度和相变速率，从而对镍钛合金的性能进行调控。
通过实验和计算模拟等方法可以深入理解相变的机制和影响因素，为合金的设计和应用提供理论依据。
在我的理解中，镍钛合金中奥氏体与马氏体的相变是一种特殊的晶体结构变化现象。
这种相变效应使得镍钛合金具有形状记忆和超弹性等独特的功能。
研究镍钛合金奥氏体转变为马氏体的机制不仅对于揭示材料科学中晶体结构与性能之间的关系具有重要意义，还为合金的设计和应用提供了新的思路和方法。
Ni-Mn-Ga磁控形状记忆合金中的马氏体相变
Ni-Mn-Ga磁控形状记忆合金中的马氏体相变陈小丽;卢斌;武国剑【摘要】文章采用电弧熔炼法熔炼Ni48Mn31Ga21和Ni2MnGa两种合金,并对这两种合金进行了热处理,借助交流磁化率测定、金相显微镜观察、X射线以及磁化曲线等手段研究了Ni-Mn-Ga磁控形状记忆合金中的马氏体相变.结果表明:(1)Ni48Mn31Ga21合金在室温下发生了马氏体转变,而Ni2MnGa合金在室温下则未发生马氏体转变;(2)室温下Ni2MnGa合金的饱和磁化强度比Ni48Mn31Ga21合金高;对于Ni48Mn31Ga21合金,其马氏体态的饱和磁化强度要高于奥氏体态.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2008(024)002【总页数】3页(P50-52)【关键词】马氏体相变;X射线衍射;饱和磁化强度【作者】陈小丽;卢斌;武国剑【作者单位】合肥工业大学,安徽,合肥,230009;中南大学,湖南,长沙,410083;合肥工业大学,安徽,合肥,230009【正文语种】中文【中图分类】TG115自1960年美国海军试验室 Buchler等人首次发现 NiTi合金中的形状记忆效应以来，形状记忆合金引起世界各国学者的广泛兴趣。
目前在基础研究和应用开发研究方面，取得了巨大的进展，并已在航空、航天、医学、工程及人们的日常生活领域中取得了广泛的应用［1～4］，近年来，以 Ni2MnGa为代表的Heusler型磁性形状记忆合金引起人们的关注，这种合金既具有象热弹性马氏体那样的形状记忆效应；又可在马氏体状态下，由磁场诱发应变产生形状记忆效应，且响应频率接近磁致伸缩材料，这种兼备形状记忆效应与超磁致伸缩现象的合金，弥补了传统记忆合金响应频率慢，应变量小的不足，是一种理想的智能驱动材料。
但是对于正分配比的 Ni2MnGa合金，其马氏体相变发生在 200 K左右，这对其应用有了很大的限制，实验中发现，适当改变合金中各元素的化学计量，会使该合金材料的马氏体转变温度、居里温度发生变化，以满足应用需要。
Co影响Ni_Mn_Ga合金马氏体相变的第一性原理分析
与马氏体相变、相稳定性等有密切关系。由图可见，
Ni-Mn-Ga 自旋向下的能态密度在费米能级附近有一 尖锐的峰值，随着 Co 含量增加，费米能级附近的峰 值逐渐减弱。当 Co 含量为 18.75at%时，费米能级正 好位于谷值处。这时，Ni50-xMn25Ga25Cox 合金母相形 成热绝对值也最大。这实际上是典型的赝带隙效应。
2004, 378: 370 [3] Liu Z H, Zhang M, Zang W Q et al. J Appl Phys[J], 2002,
92(9): 5006 [4] Glavastkyy I, Glavatska N, Soderberg O et al. Scripta Mater
[J], 2006, 54: 1891 [5] Khovailo V V, Abe T, Koledov V V et al. Mater Trans[J],
原子磁矩由能带中自旋向上与自旋向下的空穴数的差
决定，因此由能态密度可知，Mn 原子磁矩最大，Co 的次之，Ni 的最小。另外，Ni 和 Co 的自旋向下 3d 态在费米能级以下有强的峰，而 Mn 的自旋向下 3d 态 在费米能级以上有强的峰，表明 Ni (Co)与 Mn 的 3d 态之间有强烈的杂化作用，正是这种杂化作用产生了
Energy/eV
图 4 Ni37.5Mn25Ga25Co12.5 合金母相 Ni、Co 和 Mn 的 3d 分态密度 Fig.4 Ni, Co and Mn 3d partial DOS of parent phase of Ni37.5Mn25Ga25Co12.5 alloy: (a) Ni3d, (b) Co3d, and (c) Mn3d
磁驱动形状记忆合金NiMnInCo马氏体转变与磁性能的研究
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1
磁驱动形状记忆合金 NiMnIn（Co）马氏体转变与磁性能的研究
§1.2
磁控形状记忆合金 NiMnGa 合金的发展概况
Ni-Mn-Ga 合金是最早发现的磁控形状记忆合金，对它的研究也最为深入和最具代表性，并且已实 现初步应用。在这里简单介绍一下 Ni2MnGa 合金的晶体结构、马氏体相变、影响合金主要物理参数的因 素等等。 1.2.1 Heusler 合金简介 Heusler 合金是 19 世纪初发现的，是一种高度有序的三元金属间化合物。金属间化合物是由金属 原子相互结合形成的化合物， 称其为化合物是由于金属原子之间键合具有部分共价键的性质， 使得原子 之间相互结合十分牢固，这一特点使其具有高熔点、高硬度、高耐磨性等优异性能，但也产生了脆性。 Heusler 合金一般为立方结构，空间群 Fm3m[23]，一般化学式为 X2YZ。Heusler 合金近 200 种，一直作为 金属间化合物中典型的材料来研究元素的磁性，在以往的研究中设计磁控 Heusler 合金时，X 多为 IB 族的 Cu、Ag、Au；VIII 族的 Pd、Pt、Rh、Ir 等贵金属元素；Y 为过渡族金属如 Mn、Fe、Nb、Ta、Ti、 Zr、Hf，其中尤以 Y 为 Mn 系研究的最多；而 Z 则常为 IIIA 族的 Al、Ga、In，IVA 族的 Si、Ge、Sn、 Pb 以及 VA 族的 Sb 等所谓的 S-P 元素。 Heusler 合金与许多典型合金的结构相关联， 若逐渐降低其有序 性， 即为 CsCl 性体心立方结构， 若 X 元素的一半为空位替代， 则成为 MgAgAs 性结构的半 Heusler 合金， 有着类似的物理特性， 且与立方 Laves 有着相应联系。 这种结构的变通性和构成元素 X、 Y、 Z 的多样性， 演化出该材料十分丰富的物理性质，如磁性、超导、巨磁阻、磁光效应、磁感生应变和形状记忆效应等， 这些都是目前国际上引人注目和正在积极开发的应用功能。 1.2.2 Ni2MnGa 合金的晶体结构及微结构 Ni2MnGa 属于 Heusler 型合金,是一种有序度很高的三元金属间化合物,母相奥氏体为高度有序的 L21 体心立方结构[24-26],是典型的 Oh (Fm3m)型空间点阵结构,如图 1 所示。由图 1 可以看出,L21 结构是
Co元素对Co—Ni—Al合金的微观组织和力学性能影响
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杨 柳 ，楼 姝 婷 。 ，郝 帅 。 。 ， 李 涛 。 。 ，王 兴 怡 。 。 。 （ １南京 工 程 学 院 材 料 工程 学 院 江 苏 南京 ２ １ １ １ ６ ７） 【 ２江 苏 省先 进 结 构 材料 与应 用 技 术重 点 实验 室 江 苏 南京 ２ １ １ １ ６ ７ ）
别为 ６ ７ ２ Ｍ Ｐ ａ和 ２ １ ． ５ ％ 。
【 关键词 】Ｃ ｏ — Ｎ ． ＿ Ａ ｌ 合金 ；Ｃ ｏ 元素；微观组织 ；力学性能 【 中图分 类号 】Ｔ Ｎ ９ １ ９ ． ３ 【 文献标识码 】Ａ
【 文章编号 】１ ０ ０ ９ － ５ ６ ２ ４（ ２ Ｏ ｌ ７ ）０ ３ — ０ ０ ３ ８ － ０ ２
Ｅ厅 ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｃｏ Ａｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎｄ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏｆ ｔ ｈｅ Ｃ ｏ ． Ｎｉ － Ａｌ Ａｌ ｌ ｏ ｙ ｓ
【 摘要 】利用金相显微组织分析技术 、ｘ 射线衍射 分析仪 （ Ｘ Ｒ Ｄ ）和扫描 电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ ） 研究 了 ｃ ｏ 元素的含量对 ｃ ｏ — Ｎ ｉ — Ａ ｌ 合金的微观组 织和力争 ｝ 生 能的影响 。结果表 明，适量增加 ｃ ｏ 元素有利于优化 ｃ ｏ — Ｎ 卜Ａ １ 合金的强度和塑性 。 ３ － ＂ Ｃ ｏ 在基
Co和Mn共掺杂ZnO的第一性原理研究的开题报告
Co和Mn共掺杂ZnO的第一性原理研究的开题报告一、研究背景和意义ZnO作为一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。
Co和Mn元素作为磁性材料，在ZnO中的掺杂能够带来独特的物理和化学特性，为ZnO的应用提供新途径。
对于Co和Mn共掺杂的ZnO材料，其电子结构和磁性质在理论和实验上都具有重要的研究价值，同时也对其他的功能材料的探索提供了帮助。
因此，本研究将通过第一性原理计算方法，系统地研究Co和Mn共掺杂ZnO的电子结构、磁性质和光学性质等方面，以期为该材料的应用提供理论指导和支持。
二、研究内容和方法本研究将采用第一性原理计算方法，使用VASP软件包对Co和Mn共掺杂ZnO材料进行研究，主要包括以下内容：1.构建Co和Mn共掺杂ZnO晶体结构模型，优化晶格常数、原子坐标和晶胞形状。
2.计算Co和Mn共掺杂ZnO的电子结构，绘制其能带结构和态密度图，并通过分析计算得到的能带结构和态密度图，研究掺杂对ZnO的电子结构的影响。
3.研究Co和Mn共掺杂ZnO的磁性质，计算磁矩和磁耦合常数，并分析其来源。
4.计算Co和Mn共掺杂ZnO的光学性质，研究其光学吸收、自发辐射和折射率等方面。
三、研究进程和计划目前，已建立Co和Mn共掺杂ZnO的晶体结构模型，并对其进行了初步的优化计算，下一步的研究计划如下：1.继续优化Co和Mn共掺杂ZnO的计算模型，确定其稳定的结构。
2.对Co和Mn共掺杂ZnO的电子结构进行计算和分析，明确掺杂对电子结构的影响。
3.进一步研究Co和Mn共掺杂ZnO的磁性质，确定其磁性类型和磁耦合方式。
4.计算Co和Mn共掺杂ZnO的光学性质，研究其光学吸收、自发辐射和折射率等方面。
5.整理计算结果，撰写研究报告。
四、参考文献1. M. K. Nazeeruddin, K. V. K. Rao, A. Hagfeldt, C. A. Lucas, S. Rettig, and D. D. Sarma, “Effect of Co doping on the electronic structure and magnetism of ZnO,”Appl. Phys. Lett. 82, 285-287 (2003).2. P. Yu, Y. Cui, R. Wen, S. Zhang, and D. Yang, “First-principles calculations of ZnO codoped with Mn and Co,” J. Magn. Magn. Mater. 324, 3037-3043 (2012).3. Y. R. Zhang, J. B. Xia, J. P. Yang, J. G. Hao, T. Lin, and H. J. Xiang, “Magnetic and electronic properties of Mn and Co codoped ZnO studied by first-principles calculations,” Phys. Rev. B 76, 165213 (2007).4. 张庆文，杨晓燕，殷勇，黄万华，石长松，具威，“Co,Mn共掺杂氧化锌磁性及光学性质的第一性原理研究”，物科学报，Vol. 65, No. 12, (2016).。
镍钛合金奥氏体转变马氏体
镍钛合金奥氏体转变马氏体1. 介绍镍钛合金是一种具有形状记忆效应和超弹性的特殊合金材料。
其最重要的特点是能够在温度或应力作用下发生奥氏体到马氏体的相变。
本文将介绍镍钛合金的基本概念、奥氏体和马氏体的特性以及奥氏体转变马氏体的机制。
2. 镍钛合金2.1 基本概念镍钛合金是由镍和钛两种元素组成的合金。
其化学成分可以根据具体需求进行调整，从而获得不同性能的合金材料。
镍钛合金具有形状记忆效应和超弹性等特殊性能，广泛应用于航空、汽车、医疗等领域。
2.2 形状记忆效应形状记忆效应是镍钛合金最重要的特性之一。
当镍钛合金处于奥氏体状态时，其形状可以被加热或应力作用下改变，一旦去除加热或应力，镍钛合金会恢复到其原始形状。
这种独特的性质使得镍钛合金在许多领域有着广泛的应用。
2.3 超弹性超弹性是镍钛合金的另一个重要特性。
当镍钛合金处于马氏体状态时，它可以在较大的应力下发生可逆的弹性变形。
一旦去除应力，镍钛合金会恢复到其原始形状，而不会发生塑性变形。
这种超弹性使得镍钛合金成为一种理想的弹性元件材料。
3. 奥氏体和马氏体3.1 奥氏体奥氏体是一种具有面心立方结构的金属晶体结构。
在镍钛合金中，奥氏体是高温相，具有良好的塑性和韧性。
奥氏体的晶格结构稳定，原子排列有序。
3.2 马氏体马氏体是一种具有体心立方结构的金属晶体结构。
在镍钛合金中，马氏体是低温相，具有形状记忆效应和超弹性等特性。
马氏体的晶格结构相对复杂，原子排列无序。
4. 奥氏体转变马氏体的机制奥氏体转变马氏体是镍钛合金中最重要的相变过程之一。
这一相变过程可以通过控制温度和应力来实现。
4.1 温度控制奥氏体转变马氏体的温度范围称为转变温度范围。
在这个温度范围内，镍钛合金会发生相变。
当温度升高到转变温度以上时，马氏体会发生逆转变，转变回奥氏体。
4.2 应力控制应力是影响奥氏体转变马氏体的另一个重要因素。
当镍钛合金受到外界应力作用时，奥氏体相会发生马氏体相的转变。
这种转变是可逆的，即当去除应力时，马氏体会转变回奥氏体。
Co对Ti-Ni形状记忆合金相变和形变特性的影响
Co对Ti-Ni形状记忆合金相变和形变特性的影响贺志荣;蔡继峰;杨军;王芳【期刊名称】《稀有金属材料与工程》【年(卷),期】2010(39)4【摘要】用热重分析仪、X射线衍射仪、示差扫描量热仪及拉伸试验研究了Co对Ti-49.8Ni(at%,下同)形状记忆合金相变和形变特性的影响。
结果表明,中温退火态Ti-49.8Ni合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→A(A—母相,R—R相,M—马氏体相);随退火温度升高,该合金的马氏体相变温度升高,R相变温度先升高后降低;该合金室温相组成为马氏体,具有形状记忆效应(SME)。
用1%Co置换等量Ti后所得Ti-49.8Ni-1Co合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→R→A,相变温度低,室温组成相为母相A,具有超弹性(SE)特性。
退火温度低于600℃时,Ti-Ni基合金的SME和SE特性良好,退火温度超过600℃后,合金氧化加剧,SME和SE特性变差,塑性显著提高。
【总页数】5页(P633-637)【关键词】Ti—Ni基合金;相变;形变;形状记忆效应;超弹性【作者】贺志荣;蔡继峰;杨军;王芳【作者单位】陕西理工学院【正文语种】中文【中图分类】TG139.6;TG113.25【相关文献】1.不同加工态Ti-Ni基形状记忆合金相变、形变特性研究进展 [J], 贺志荣;王永善;刘艳;王启;杨军2.稀土元素对富Ni的Ti-Ni形状记忆合金马氏体相变的影响 [J], 徐家文;刘爱莲;蔡伟3.热/强磁场耦合时效对富镍Ti-Ni形状记忆合金相变行为的影响 [J], 刘晓鹏;王轶农;齐民;杨大智4.热处理工艺对Ti-Ni合金相变及形状记忆行为的影响 [J], 贺志荣5.Ni含量和热处理对Ti-Ni形状记忆合金相变和形变行为的影响 [J], 贺志荣;王芳;周敬恩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
铁磁形状记忆合金NiMnGa马氏体重定向的细观力学模型与分析
铁磁形状记忆合金NiMnGa马氏体重定向的 细观力学模型与分析1)魏融冰2)王省哲（西部灾害与环境力学教育部重点实验室，兰州大学土木工程与力学学院，兰州 730000）摘要： 基于细观力学和热力学方法，本文分析了NiMnGa铁磁形状记忆合金在磁场和应力诱导下的马氏体重定行为与磁致应变效应。
NiMnGa合金由于发生相变有着较强的力学和磁学上的各向异性特征，为一非均匀材料。
从细观角度出发，我们采用经典的Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka场平均方法，将各向异性的马氏体看做两个材料常数不同的各向同性材料。
认为发生相变的合金材料为两相材料，将一种马氏体相看作夹杂相，另一种马氏体相看作基体相；同时考虑了不同夹杂形状和材料各向异性对马氏体重定向行为的影响，建立了铁磁形状记忆合金较为一般的马氏体变体重定向的细观力学模型。
模拟了球形和椭球形两种不同的夹杂以及考虑其各向异性情形下的力磁耦合特性，并与实验测量值进行了对比，结果表明：本文考虑夹杂形状和各向异性等因素的预测结果与以往模型相比有较好改进，并与实验更为接近。
关键字：细观力学 铁磁形状记忆合金 相变 各向异性 等效夹杂理论1.引言：近年来，以Ni2MnGa为代表的磁控形状记忆合金（MSMA）成为的研究热点[1-9]。
磁控形状记忆合金除了具有传统的温控和应力控制记忆合金的一般特点外，还可以在磁场作用下输出应变。
与其它形状记忆合金及磁致伸缩材料相比，铁磁形状记忆合金Ni2MnGa 具有强铁磁性、大磁致伸缩、温控和磁控形状记忆效应、响应频率高、输出应变和应力接近温控形状记忆合金等特点，是一种理想的智能驱动和传感材料。
关于磁滞应变的模型的研究，人们一般都是采用最小势能原理，根据外加磁场，力和温度等条件，写出势能变分，然后求出势能最小对应的平衡点。
常见的模型有以下几种.James模型[10,11]，基于微观磁约束理论，模型中能量项包括Zeeman能，退磁场能和恒定外载荷下的机械能。
Ni-X-In（X =Mn，Fe和Co）合金的缺陷稳定性和磁性能的第一性原理研究
Ni-X-In（X =Mn，Fe和Co）合金的缺陷稳定性和磁性能的第一性原理研究∗白静;王晓书;俎启睿;赵骧;左良【期刊名称】《物理学报》【年(卷),期】2016(0)9【摘要】Ferromagnetic shape memory alloys (FSMAs) have received much attention as high performance sensor and actuator materials, since a large magnetic-field-induced strain by the rearrangement of twin variants in the martensitic phase was reported. Up to now, several FSMAs including Ni-Mn-Ga, Ni-Fe-Ga, Co-Ni-Ga, Ni-Mn-Al systems have been studied. Vast amount of knowledge accumulated at the properties of Ni-Mn-Ga Heusler alloys in the past decade can foresee the possibility of employing these alloys in device applications. However, the actuation output stress level of the Ni-Mn-Ga alloy is only less than 5 MPa, which represents a shortcoming of this alloy system. Recently, an unusual type of FSMAs Ni-Co-Mn-In Heusler alloy has been experimentally investigated. It shows magnetic-field-induced reverse martensitic transition (MFIRT), making it more attractive for practical application as magnetically driven actuator because it possesses a magnetostress level on the order of tens of MPa. An almost perfect shape memory effect associated with this phase transition is induced by a magnetic field and is called the metamagnetic shape memory effect. NiMnIn is the basic ternary alloy system of the NiMnInCo alloy, andpossesses the same metamagnetic shape memory effect. Moreover, large magnetoresistance, large entropy change that generates giant reverse magnetocaloric effects (MCEs), giant Hall effect have been discovered in Ni-Mn-In alloys. Composition adjustment must be carried out around stoichiometric Ni2MnIn in order to obtain the appropriate martensitic transformation temperature and Curie temperature. Therefore, a variety of point defects would be generated in this process. In this paper, the defect formation energy and magnetic properties of the off-stoichiometric Ni-X-In (X =Mn, Fe and Co) alloys are systematically investigated by the first–principle calculations within the framework of the density functional theory through using the Vienna ab initio software package. The In and Ni antisites at the site of the X sublattice (InX and NiX ) have the relatively low formation energies. For most cases of the site occupation, the excess atoms of the rich component directly occupy the site (s) of the deficient one (s), except for In-rich Ni-deficient composition. In the latter case, the defect pair (InX+XNi) is energetically more favorable. The formation energy of Ni vacancy is the lowest and that of In vacancy is the highest in the vacancy-type defects. It is confirmed that the In constituent is dominant for the stability of the parent phase. The value of the Ni magnetic moment sensitively depends on the distance between Ni and X atoms. The smaller the distance, the larger the Ni magnetic moment will be. For the anti-site type point defect, when the extra X atom occupies a Ni site, most of the free electrons gather around the extra X atom; while the extra X occupies an In position, the charges are regularly distributedbetween Ni and extra-X atoms. Moreover, with the increase of the X atomic number, the number of the valence electrons increases, and the bonding strength between the extra X and its neighboring Ni is also enhanced. The results are particularly useful in guiding composition design and developing new type of magnetic shape memory alloy.【总页数】10页(P096103-0-096103-9)【作者】白静;王晓书;俎启睿;赵骧;左良【作者单位】东北大学，材料各向异性与织构教育部重点实验室，沈阳 100819; 东北大学秦皇岛分校资源与材料学院，秦皇岛 066004; 河北省电介质与电解质功能材料实验室，秦皇岛 066004;东北大学秦皇岛分校资源与材料学院，秦皇岛066004;东北大学秦皇岛分校资源与材料学院，秦皇岛 066004;东北大学，材料各向异性与织构教育部重点实验室，沈阳 100819;东北大学，材料各向异性与织构教育部重点实验室，沈阳 100819【正文语种】中文【相关文献】1.赝二元合金FexMn1-xSi的磁相变和半金属磁体特性的第一性原理研究 [J], 姚建国2.Fe-X(Mn,Si)合金稳定性和弹性性能的第一性原理研究 [J], 户秀萍;张彩丽;王小宏;张齐娜;董楠;韩培德3.Fe52T2(T=Cr,Mn,Co,Ni)合金bcc与fcc相结构的第一性原理研究 [J], 董雪;马爽;武晓霞;那日苏4.点缺陷对ZnO/TiO2异质结磁光性能影响的第一性原理研究 [J], 李聪;付斯年;5.Zn_(1-x)O_(1-y)Mn_xN_y磁半导体的稳定性,电子结构和半金属性质的第一性原理研究(英文) [J], 梁培因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
预变形对Ni-Mn-Ga合金马氏体相变的影响
预变形对Ni-Mn-Ga合金马氏体相变的影响
高智勇;蔡伟;赵连城;王文洪;吴光恒;詹文山;沈保根
【期刊名称】《稀有金属材料与工程》
【年(卷),期】2004(33)3
【摘要】研究了形变对Ni-Mn-Ga合金马氏体相变及其组织形态的影响,并应用马氏体相变热力学和动力学探讨了适当塑性变形后马氏体相变滞后得以大幅度提高的微观本质。
结果表明,随着应变量的增加,马氏体相变温度几乎保持不变,而其逆相变温度则迅速升高,塑性应变导致储存在界面处的弹性应变能的释放是塑性变形提高合金相变滞后的主导因素。
【总页数】4页(P254-257)
【关键词】Ni-Mn-Ga合金;马氏体相变;组织形态;相变滞后;弹性应变能;预变形【作者】高智勇;蔡伟;赵连城;王文洪;吴光恒;詹文山;沈保根
【作者单位】哈尔滨工业大学;中国科学院物理所
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.15;TG111.5
【相关文献】
1.单向压力对Ni-Mn-Ga磁形状记忆合金马氏体相变的影响 [J], 刘静;陆兴;覃作祥;赵云燕
2.真空热处理对Ni-Mn-Ga形状记忆合金马氏体相变的影响研究 [J], 孙小刚;陶友瑞;吴安如;魏克湘
3.热处理制度对多晶Ni-Mn-Ga合金马氏体相变和磁感生应变的影响 [J], 王海学;赵增祺;李雪梅;熊玮;吴双霞;江丽萍
4.预变形对FeNiC合金马氏体相变形态影响 [J], 王晓东;董允;林晓娉;谷南驹
5.Co影响Ni-Mn-Ga合金马氏体相变的第一性原理分析 [J], 高智勇;谭昌龙;李民;蔡伟
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第一性原理计算研究g'-Co_(3)(V,MM=Ti,Ta)相的结构稳定性、力学和热力学性质
第一性原理计算研究g'-Co_(3)(V,MM=Ti,Ta)相的结构稳定性、力学和热力学性质袁文翎;姚碧霞;李喜;胡顺波;任伟【期刊名称】《物理学报》【年(卷),期】2024(73)8【摘要】本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法并结合准谐德拜模型,对Co基高温合金中g'-Co_(3)(V,M)(M=Ti,Ta)相的结构稳定性、热力学性质以及有限温度下的力学性质进行了系统的研究和讨论.结果表明,g'-Co_(3)(V,M)相能以L12结构稳定存在,其具有良好的抵抗变形的能力.g'-Co_(3)(V,Ti)相的热力学性能对温度的敏感性要大于g'-Co_(3)(V,Ta)相,且g'-Co_(3)(V,M)相具有高温稳定性.在有限温度下,随着温度的升高,g'-Co_(3)(V,M)相由塑性材料向脆性材料过渡转变,而且,除了硬度性能有所提升外,g'-Co_(3)(V,MM=Ti,Ta)相的力学性能均呈下降趋势.【总页数】12页(P261-272)【作者】袁文翎;姚碧霞;李喜;胡顺波;任伟【作者单位】上海大学材料基因组工程研究院;上海大学;上海交通大学;上海大学文化遗产保护基础科学研究院;上海大学物理系【正文语种】中文【中图分类】TG1【相关文献】1.Mg-Al-Ca-Sn合金中二元相金属间化合物结构稳定性、电子结构、弹性性质和热力学性质的第一性原理计算2.第一性原理计算Ti3 GeC2的电子结构与热力学性质3.第一性原理计算M2C （M=V, Nb, Ta）的结构、弹性和热力学性质（英文）4.第一性原理计算Ti_(3)GeC_(2)-β相材料的晶格动力学与热力学性质因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Co_(41)Ni_(32)Al_(27-x)Si_x合金的马氏体相变和磁性转变
Co_(41)Ni_(32)Al_(27-x)Si_x合金的马氏体相变和磁性转变罗丰华;及川胜成;石田清仁【期刊名称】《金属学报》【年(卷),期】2005(41)7【摘要】利用金相显微组织分析技术、示差扫描量热法(DSC)和振动磁力计(VSM),考察了Co41Ni32Al27-xSix合金中Si元素含量x对马氏体相变和铁磁性转变的影响,用X射线衍射方法分析马氏体相的结构类型.增加x能够显著提高合金的马氏体相变温度,并且同时提高铁磁性转变Curie点;在x≤5的范围内,x增加1可以造成马氏体相变温度提高50-60 K,同时Curie点提高大约10 K;马氏体相的晶体结构仍然是L10型有序结构,但是随着x的增加,单胞体积减小.讨论了马氏体相变温度和Curie点同时提高的原因.【总页数】5页(P680-684)【关键词】铁磁性记忆合金;Co-Ni-Al-Si合金;马氏体相(Llo)【作者】罗丰华;及川胜成;石田清仁【作者单位】中南大学粉末冶金国家重点实验室;日本产业技术综合研究所东北中心;日本东北大学工学部【正文语种】中文【中图分类】TG139.6【相关文献】1.Co_(41)Ni_(33)Al_(26)合金冷轧带材相变与阻尼能力 [J], 罗丰华;陈嘉砚;刘浪飞;及川胜成;石田清仁2.淬火温度对Co_(40.5)Ni_(34)Al_(25.5)合金相变和磁性的影响 [J], 罗丰华;陈嘉砚;陶玉强;及川胜成;石田清仁3.Ni-Mn杂化对Mn_(50)Ni_(41-x)Sn_9Cu_x合金中马氏体相变温度和马氏体相磁性的影响 [J], 申建雷;李萌萌;赵瑞斌;李国科;马丽;甄聪棉;候登录4.Co_(40)Ni_(33·5)Al_(26·5)合金马氏体相变、磁性与淬火温度的关系 [J], 罗丰华;及川胜成;石田清仁5.Ni_(54)Al_(25)Fe_(21-x)Co_x合金的马氏体相变和磁性转变 [J], 罗丰华;陈嘉砚;及川胜成;石田清仁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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关键词：Ｎｉ．Ｍｎ．Ｇａ合金；第一性原理；马氏体相变：磁相变 中图法分类号：ＴＧｌ３９＋．６；ＴＢ３８１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２．１８５Ｘ（２００９）０８．１４２６．０３
以Ｎｉ．Ｍｎ．Ｇａ合金为代表的铁磁形状记忆合金由 于兼具大磁感生应变和高响应频率已成为智能材料研 究领域的热点之一，但其强度低，脆性大等缺点极大 地限制了其在工程实际中的应用。利用合金化的方法 提高其强度，改善其韧性是Ｎｉ．Ｍｎ—Ｇａ记忆合金的发 展方向之一【卜４】。ｖ
Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙｓ
Ｇａｏ Ｚｈｉｙｏｎ９１，Ｔａｎ Ｃｈａｎｇｌｏｎ９１，Ｌｉ Ｍｉｎ２，Ｃａｉ Ｗｅｉｌ （１．Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ） （２．Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆＬｉｍｉｎｇ Ａｅｒｏ－Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １００４３，Ｃｈｉｎａ）
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Ｍｎ ３ｄ ｐａｒｔｉａｌ ＤＯＳ ｏｆｐａｒｅｎｔ ｐｈａｓｅ ｏｆＮｉ３７．５－
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Ｍａｔｅｒ
Ｍｎ２５Ｇａ２５Ｃ０１２．５ ａｌｌｏｙ：（ａ）Ｎｉ３ｄ，（ｂ）Ｃ０３ｄ，ａｎｄ（ｃ）Ｍｎ３ｄ
［Ｊ】，２００６，５４：１８９１
【５】Ｋｈｏｖａｉｌｏ Ｖ Ｖ，Ａｂｅ Ｔ，Ｋｏｌｅｄｏｖ Ｖ Ｖ
第３８卷 ２００＿９年
第８期
８月
ＲＡＲＥ
稀有金属材料与工程
ＭＥＴ八Ｌ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＡＮＤ Ｅｌ＇，／ＧＩＮＥＥＲ玎、ＪＧ
Ｖ０１．３８．Ｎｏ．８ Ａｕｇｕｓｔ ２００９
Ｃｏ影响Ｎｉ．Ｍｎ．Ｇａ合金马氏体相变 的第一性原理分析
高智勇１，谭昌龙１，李
民２，蔡伟１
（１．哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５０００１） （２．驻沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司军代表室，辽宁沈阳１１００４３）
２００３，４４：２５０９
【６】Ｋｈｏｖａｉｌｏ Ｖ Ｖ，Ｃｈｅｒｅｎｅｎｋｏ Ｖ Ａ，Ｃｈｅｒｅｃｈｕｋｉｎ Ａ Ａ Ｍａｇｎ Ｍａｆｉａ Ｍａｔｅｒ［Ｊ］，２００４，２７２－２７６：２０６７
ｅｔ
ａ１．Ｊ
【７】Ｃｏｎｇ Ｄ Ｙ，Ｗａｎｇ Ｓ，Ｗａｎｇ Ｙ Ｄ ｅｔ ａ１．Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ ｅｎｇＡｆｔ］，２００８，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃｏ ａｄｄｉｔｉｏｎ
ｏｎ
ｔｈｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ
ｓｔａｔｅｓ（ＤＯＳ）ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｉ－Ｍｎ－Ｇａ ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｈａｐｅ ｍｅｍｏｒｙ ａｌｌｏｙｓ ｗａｓ
ｖ
相变影响的微观机制。 １
计算方法
计算采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法。
通过ＣＡＳＴＥＰ软件实现。赝势为Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ型超软赝 势，交换关联能采用广义梯度近似（ＧＧＡ）ｑｊ的Ｐｅｒｄｅｗ— Ｂｕｒｋｅ—Ｅｒｎｚｅｒｈｏｆ形式，对电子采用自旋极化处理。采 用对正则条件进行驰豫的超软赝势作为平面波基集， 用自洽迭代法进行计算。计算时，采用结合Ｂｒｏｙｄｅｎ． Ｆｌｅｃｈｅｒ－Ｇｏｌｄｆａｒｂ．Ｓｈａｎｎｏ（ＢＦＧＳ）共轭梯度法的Ｐｕｌａｙ 密度混合方案处理电子驰豫。自洽计算收敛条件为每次 迭代之间的能量差小于１．０×１０一ｅＶ／ａｔｏｍ，公差偏移、 每个原子上的力、应力偏差分别小于１．０×１０４
与Ｃｏ含量的关系
Ｆｉｇ．１
Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｎｉｓ嘛Ｍｎ２ｓＧａ２５Ｃｏｘ
ａｌｌｏｙ ａｎｄ Ｎｉ２ＭｎＧａ ｐａｒｅｎｔ ｐｈａｓｅ
ｃｏｎｔｅｎｔ
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ｒｕｎ．ｉｏｎ ｏｆ Ｃｏ
取代Ｎｉ降低Ｎｉ２ＭｎＧａ的马氏体相变温度，与实验结 果一致【７１。 从能态密度上可以揭示Ｃｏ取代Ｎｉ使Ｎｉ２ＭｎＧａ 母相稳定的微观机制。图２为Ｎｉ５０－ｘＭｎ２５Ｇａ２５Ｃｏｘ（垆Ｏ， ６．２５，１２．５，１８．７５）合金与母相的总能态密度。由图可 见，Ｎｉ５０－ｘＭｎ２５Ｇａ２５Ｃ吼的总能态密度与Ｎｉ２ＭｎＧａ的非 常相似：自旋向上的能态密度位于费米能级以下，自 旋向下的能态密度由分布于费米能级两侧的两组峰组 成。Ｃｏ掺杂主要改变了费米能级附近的能态密度，而 对于Ｎｉ．Ｍｎ．Ｇａ体系来说，费米能级附近的能态密度
Ｃｏ
Ｍａｊｏｒｉｔｙ－ａｎｄ ｍｉｎｏｒｉｔｙ－ｓｐｉｎ ＤＯＳ
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稀有金属材料与工程
６ ４ ２ Ｏ —２ －４
第３８卷
Ｃ０３ｄ．Ｍｎ３ｄ杂化更多地取代Ｎｉ３ｄ－Ｍｎ３ｄ杂化是母相稳 定性提高的本质原因。
温度的变化不能简单地从电子浓度变化、尺寸效应等 表面层次来解释。 本文采用第一原理平面波赝势法，从能量和电子 结构角度研究了合金元素Ｃｏ对Ｎｉ－Ｍｎ．Ｇａ合金马氏体
收到初稿日期：２００８－０７．２６；收到修改稿日期：２００９－０５－０９ 基金项目：国家自然科学基金（５０６０１００９）
作者简介：高智勇，男，１９７５年生，博士，副教授，哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１，电话：０４５１．８４６１８７４５，
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Ｎｉｓｅ－，Ｍｎ２ｓＧａ２５Ｃｏｘ合金与母相总能态密度
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图３费米能级处自旋向上和自旋向下能态密度与Ｃｏ含量 的关系曲线
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Ｔｏｔａｌ ＤＯＳ
ｐａｒｅｎｔ ｐｈａｓｅ：（ａ）Ｎｉ２ＭｎＧａ，（ｂ）６．２５ａｔ％Ｃｏ， （ｃ）１２．５ａＰＡ Ｃｏ ａｎｄ（ｄ）１ ８．７５ａ竹Ａ
×１０ｄ ｎｍ，３．０
Ｋｈｏｖａｉｌｏ等人【５，６１的研究表明，
用少量的Ｃｏ（＜５．８ａｔ％）取代Ｎｉ可以使居里温度升高。 最近Ｄ．Ｙ．Ｃｏｎｇ等【＿７】研究表明，随Ｃｏ含量增加，马氏 体相变温度降低，居里温度大幅度升高。当Ｃｏ为 １４ａｔ％时，居里温度高达５１９ Ｋ，这对发展高温铁磁形 状记忆合金具有重要意义。此外，压缩试验表明，用 少量的Ｃｏ取代Ｎｉ增加了合金的压缩强度。虽然对掺 Ｃｏ的Ｎｉ．Ｍｎ—Ｇａ合金已有大量实验研究，但关于合金 元素的添加对Ｎｉ—Ｍｎ．Ｇａ合金马氏体相变和磁相变影 响的微观机制尚不清楚。一般认为，Ｎｉ．Ｍｎ．Ｇａ合金的 马氏体相变温度与原子的平均价电子浓度之间存在经 验关系，即ｅ／ａ越大，马氏体相变温度越高【８】。但是上 述经验关系并不普遍适用，因为它仅考虑了价电子浓 度对费米能级的影响，未考虑合金元素对能态密度
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图ｌ Ｎｉ５０．ｘＭｎ２５Ｇａ２ｓＣｏｘ合金与Ｎｉ２ＭｎＧａ母相形成熟差
米能级处自旋向上和自旋向下总能态密度与Ｃｏ含量 的关系曲线。从图中明显可见，Ｎｉ２ＭｎＧａ合金只有自 旋向下能态密度对掺杂元素非常敏感：随Ｃｏ含量增 加，费米能级处自旋向上的总能态密度大小几乎不变； 而费米能级处自旋向下的总能态密度逐渐减小。表明 Ｎｉ５０－ｘＭｎ２５Ｇａ２ｓＣｏｘ合金母相稳定性逐渐增强。 为了进一步分析Ｎｉ５０。Ｍｎ２５Ｇａ２５Ｃｏｘ合金中原子磁 矩以及Ｃｏ添加引起的母相稳定性增强机制和赝带隙 效应，以Ｎｉ３７．５Ｍｎ２５Ｇａ２５Ｃｏｌ２．５合金为例，计算了其母 相各原子的３ｄ分态密度，结果如图４所示。由图可见， 对于Ｃｏ和Ｎｉ，它们的自旋向上的３ｄ态相似，Ｃｏ， Ｎｉ和Ｍｎ的自旋向上的３ｄ态都位于费米能级以下， 说明３ｄ态被电子完全占据。在费米能级以上，Ｍｎ的 ３ｄ态占据的面积最大，Ｃｏ ３ｄ态次之，Ｎｉ ３ｄ态最小， 且这些态都未被电子占据。根据铁磁性的能带理论， 原子磁矩由能带中自旋向上与自旋向下的空穴数的差 决定，因此由能态密度可知，Ｍｎ原子磁矩最大，Ｃｏ 的次之，Ｎｉ的最小。另外，Ｎｉ和Ｃｏ的自旋向下３ｄ
参考文献
Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ
ｅｔ
［１】Ｇｌａｖａｔｓｋｙｙ Ｉ，Ｇｌａｖａｔｓｋａ Ｎ，Ｄｏｂｒｉｎｓｋｙ Ａ
ａ１．Ｓｃｒｉｐｔａ
Ｍａｔｅｒ
明，２００７，５６：５６５
【２】Ｔｓｕｅｈｉｙａ Ｋ Ｔｓｕｔｓｕｍｉ Ａ，Ｏｈｔｓｕｋａ Ｈ
２００４．３７８：３７０ Ｅｎｃｒｇｙ／ｅＶ
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ａ１．Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ Ｅｎｇ叫Ｊ】，
ｓｔａｔｅｓ．ＤＯＳ）的改变。因此，马氏体相变
１８．７５）合金与Ｎｉ２ＭｎＧａ母相的形成热差与Ｃｏ含量的 关系曲线。由图可见，随Ｃｏ含量增加，Ｎｉ５０－ｘＭｎ２５一 Ｇａ２，Ｃｏｘ合金与母相形成热差降低，说明母相稳定性增 强。对于马氏体相变，母相越稳定，则马氏体相变越 难以发生，马氏体相变温度越低。上述结果表明，Ｃｏ
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ａ１．Ｍａｔｅｒ Ｔｒａｎｓ［Ｊ］，
上述赝带隙效应且决定母相的稳定性。另外，上述杂 化作用形成了成键态和反键态，其中Ｎｉ（Ｃｏ）的３ｄ态 为成键态，Ｍｎ的３ｄ态为反键态。值得注意的是，对 于Ｎｉ的自旋向下３ｄ态，费米能级位于峰值处，而对 于Ｃｏ的自旋向下３ｄ态，费米能级位置接近谷值处， 这表明Ｃｏ与Ｍｎ ３ｄ态之间的杂化比Ｎｉ与Ｍｎ ３ｄ态之 间的杂化更强。随着掺杂Ｃｏ含量的增加，更强的
【３】Ｌｉｕ Ｚ Ｈ，Ｚｈａｎｇ Ｍ，Ｚａｎｇ Ｗ Ｑ 图４