铁磁形状记忆合金NiMnGa单晶变体强磁场处理及磁致应变

金属学报第４４卷
面对称排列【１３ｌ，则图４所示的平行排列的孪晶条纹即为
孪晶对称面｛１１１｝与单晶端面（１００｝的相交线，也即是
孪晶条纹的方向为［１１１］×［１００］＝［０１１］，那么与孪晶条纹
成约４５０角的两个相互垂直的方向分别是［００１】和【０１０】
方向．由此，进一步确定了图４中所标的Ａ，Ｂ，Ｃ方向
分别为单晶的【１００］，【０１０］和【００１］取向．
采用强磁场进行单变体处理的方法，是基于ＮｉＭｎＧａ
合金的强磁晶各向异性和低孪晶再取向应力．在铁磁马氏
体状态下，合金体心四方晶格的短轴与磁畴的易磁化轴强
烈耦合，在磁场作用下，不同取向的变体之间的能量差作
用于变体界面，产生切应力【９】．在此切应力作用下，马圈３从ＮｉｓｏＭｎ２８．ｓＧａ２，．５单晶棒上切下的长方体单晶和氏体变体中磁矩方向与外磁场方向一致的择优变体的体棒状单晶外形图积分数增加，而磁矩方向与外磁场方向不一致的非择优变
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体，体积收缩甚至消失，形成近似单变体．ａｎｄｃｙｌｉｎｄｅｒｓｈａｐｅｄ（ｓａｍｐｌｅｉｆ）ｃｕｔｆｒｏｍａ’１＿’
Ｎｉ５０Ｍｎ２８．５Ｇａ２１．５ｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌｒｏｄ磁致应变是ＮｉＭｎＧａ合金在磁场作用下外形尺寸的个方向，以及单晶轴线方向进行强磁场磁化处理，并测量变化率·在外加磁场条件下，ＮｉＭｎＧａ通过孪晶运动，样品在处理前、后的尺寸变化．平行和垂直于单晶Ｉ和单短轴［００１】方向转向外磁场方向；而长轴【１００］方向转向晶ＩＩ上端面中心孪晶条纹反复磁化时，样品尺寸无明显与外磁场方向垂直，宏观上表现为沿磁场方向尺寸缩短，变化；而沿着与中心孪晶条纹成４５。

角方向磁化，样品而垂直于外磁场方向尺寸伸长·
则表现出明显的尺寸变化．受实验条件的限制，尚不能用分别用Ｚ，ｍ，礼表示单晶上对应Ａ，Ｂ，Ｃ方向的样品
Ｌａｕｅ法测定各单晶面取向．根据文献［３，１１】中ＮｉＭｎＧａ尺寸，反复沿两个单晶Ａ，Ｃ方向进行１０Ｔ强磁场磁化单晶出现大磁致应变的方向均为【１００】和［００１】取向，由处理，以每个方向均磁化５次作为一组，测量每组处理前样品磁致应变反映的宏观尺寸变化趋势，可以初步确定单后样品的尺寸变化．表１中列出了两个单晶样品强磁场晶的［ｉ００］，【０１０］和ｆ００１】取向，并在单晶宏观表面上分磁化处理前后的尺寸变化．两个单晶Ｂ方向上的尺寸ｍ别用Ａ，Ｂ，Ｃ表示，如图４所示．本文前期研究工作通过除了在第一组Ａ向充磁５次后有较大变化之外，在之后Ｘ射线极图测量方法，测定该方法生长的ＮｉＭｎＧａ单晶的磁化处理过程中基本保持不变．对于Ａ，Ｃ方向，沿其棒的轴向取向为［１００】方向［１ｏｌ，并且，在本次实验中单晶中一个方向磁化，该方向的尺寸变短，而另一方向尺寸伸
长，表１中标出不同磁化组数的磁致应变值．随磁化处理生长方向在磁化过程中表现出明显的尺寸变化，因此，将
单晶生长方向Ａ确定为［１００】取向；在垂直于Ａ方向的组数的增加，Ａ和Ｃ方向的磁致应变均逐渐增大，直到
Ｃ方向上尺寸有明显变化，定为【００１］取向；Ｂ方向垂直经过多组磁化处理后磁致应变趋于恒定，亦见表１·由此
于Ａ和Ｃ向，且尺寸无明显变化，定为【０１０】取向．又知可见，随着磁化处理组数的增加，择优取向变体体积分数ＮｉＭｎＧａ合金体心四方马氏体结构的孪晶结构沿｛１１１｝逐渐增大，导致磁致应变逐渐增大，直至磁致应变趋于饱
圉４单晶Ｉ和单晶ＩＩ的马氏体孪晶形貌
Ｆｉｇ．４Ｓｔｒｉｐ－ｌｉｋｅｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｔｗｉｎｓＯｌｌｔｈｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｓａｍｐｌｅＩ（ａ）ａｎｄｓａｍｐｌｅＩＩ（ｂ），ｉｎｗｈｉｃｈＡ，ＢａｎｄＣｒｅｐｒｅｓｅｎｔ［１００］，［０１０】ａｎｄ［００１】ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ。