磁悬浮玻璃净化方法生长NiFeGa磁性形状记忆合金单晶及物性研究

采用磁悬浮冷坩锅玻璃净化方法，生长高铁磁性形状记忆合金NiFeGa单晶并研究其应用性能和基本物性。NiFeGa材料和磁悬浮冷坩锅玻璃净化方法是我们研究组自主开发的新技术和新材料，均享有相关发明专利。利用这中，将以往一般制备方法无法获得纯相的高铁含量NiFeGa合金制备成不仅纯相而且高完整性的单晶材料。在此基础上开展以往因??相而无法涉足的高铁NiFeGa成分区的新材料探索。在纯相的高铁成分中，进行各种掺杂，以实现加宽可调相变温度范围，减小相变滞后，增强磁性和提高居里温度，实现磁场驱动相变等性能改进。利用各种取向的单晶样品，进行磁应变、磁场增强的形状记忆效应、超弹性等应用相关的应用研究。利用单纯干净的单晶样品，开展两相各自的交换相互作用、变体的磁晶各向异性、两相的能带结构等基础研究。在本项目中继续研究最佳玻璃配方和单晶生长工艺，把这一新材料制备方法，推广到其他磁性形状记忆合金材料的研究中。

采用磁悬浮冷坩锅玻璃净化单晶生长方法和从中发展出来的电弧玻璃熔炼方法，制备了各种铁含量的磁性形状记忆合金NiFeGa材料，获得了一般制备方法无法获得纯相的NiFeGa合金。对合金进行了各种掺杂，深入开展了针对相变温度和滞后，磁性和居里温度，相应变等性质的研究。利用各种形态，单晶、多晶和甩带等样品，进行了磁应变、磁晶各向异性、交换相互作用、能带结构、磁场增强的形状记忆效应、超弹性等性质的研究。研究发现，以往认为的预相变，实际是一种应变玻璃的形态。这一形态属于马氏体相变前的晶格畸变。但在NiFeGa材料中，这一畸变引起了奇异的大磁晶各向异性效应，其对技术磁化的影响，超过了对称性低的马氏体相。对应变玻璃形态进行了详细的结构分析。在本项目的支持下，由于材料的相似性，研究发现了一种fcc结构的Fe2MnGa磁结构相变材料。