PDF《！＂取向晶体相变应变性能的研究 ！》

!"取向晶体相变应变性能的研究! 梁婷!) ") 蒋成保!) 徐惠彬!) !) (北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京 !###$%) ") (中国人民解放军防化指挥工程学院装备系,北京 !#""#&) ("##' 年(月"% 日收到;

"##' 年!" 月!% 日收到修改稿) 采用区熔法制备了 取向晶体, 在底部、 中部和顶部各切取一块样品进行相变应变测试0 在中部样 品中获得了高达 !+'1的相变应变, 应变随加热冷却循环次数的增加而逐步降低, 第2次和第 !# 次相变时应变为 #+$1 0在底部和顶部样品中, 降温过程的应变随温度的变化呈现先收缩后膨胀或先膨胀后收缩的现象, 我们认为 这是由于样品中高度择优取向的马氏体变体竞争的结果所致0 关键词:)*,-.

/,取向晶体,相变应变 ,-..:3'(#4,#&(#5 ! 国家自然科学基金 (批准号: 资助的课题0 !+ 引言)*,-./ 合金是一种新型功能材料, 它既可以在 温度作用下产生应变, 还可以在磁场作用下产生磁 致应变0近几年来, 各国研究者对该合金的应变性能 进行了大量研究, 主要集中在对 )*,-./ 合金多晶 样品和单晶样品应变性能的研究上 [!,"]

0 根据已有 文献报道, 多晶合金制备简单, 但由于马氏体变体的 自协作效应常常使宏观应变表现不出来, 不能获得 大的应变, 其相变应变约在 !#6 % 数量级 [%,']

0 单晶样 品在宏观尺度能够体现微观晶体周期性的特点, 可 以获得大应变, 其相变应变约在 !#6 " 数量级 [&,3]

0 但是, 单晶制备受到设备的限制且工艺复杂0 为简化制备工艺、 提高制备效率并能获得较大 的应变性能, 本文采用区熔法制备 )*,-./ 取向晶 体, 这种制备方法简单, 极大地提高了制备晶体的效 率, 并可获得大尺寸的样品0 对取向晶体的底部、 中 部和顶部样品的相变应变性能进行了系统研究, 并 研究了取向晶体经热循环处理和退火处理后的相变 应变性能0 "+ 实验方法 选用纯度分别为 22+(1的)* 和,-, 22+221的./ 作为原材料, 在非自耗真空电弧炉中进行熔炼0 经过两次熔炼后的铸锭在第三次熔炼时, 吸铸成尺 寸为! 3+$

77 8 !##

77 棒材0 然后采用超高温度梯 度区熔法在晶体生长炉中进行定向生长, 生长速度 为!$ 779:0 制备的取向晶体尺寸为! (+"

77 8 !## 770在距离开始凝固端 !#

77 (底部) 、 %#

77 (中部) 和3#

77 (顶部) 处, 分别切取尺寸为 '

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77 的样品, 采用电阻应变片法并沿晶体生长方向 测量加热冷却过程中的相变应变0 退火处理是在真 空热处理炉中进行的, 温度 $## ;

, 保温 (" :0 %+ 结果与讨论 图!和图 " 分别为区熔法制备的 取向晶体的顶部和底部样品的应变随温度的变化曲 线0由图 ! 可见, 顶部样品降温时在 ""&

4 开始发生 马氏体相变, 并发生了 #+!1的膨胀应变量0 随后在 降温至 ""#

4 发生了 #+"&1 的收缩应变量, 马氏体 相变在 "!"

4 完成0 升高温度, 逆相变发生在 "%# 4, 产生了 #+!&1的膨胀应变量, 逆相变后样品恢复到 原来的形状, 呈现温度诱发双向可逆的特点, 相变温 度滞后 "# 40由图 " 可见, 底部样品降温时, 先发生 了#+!&1 的收缩应变量, 后又产生了 #+31 的膨胀 应变量0升温时, 产生了 #+'&1的收缩应变量, 逆相 变后样品恢复到原来的形状0 第&' 卷第'期"##& 年'月!###