新型磁相变材料Fe2MnGa基本物性和应用功能的研究

Fe2MnGa是我们最近发现的新型磁驱动相变材料，具有应用性能优于和基本性质有别于磁性形状记忆合金的特性。其相变属于准一级结构相变而对磁场驱动非常敏感，因而有望成为新的磁熵变，磁电阻，磁控制形状记忆和磁应变材料。前期研究发现材料属于同质异构化合物，物理性能密切联系原子的有序性。因此，出现了本征的温度相关矫顽力，温度相关磁滞后等奇特的物理现象。本申请将采用成分变化对比性能的方法，各种结构分析和物理参数测量的方法，研究材料的基本物理性质。表征和解释材料奇特的物理现象。在此基础上，优化材料的成分和制备工艺，改善材料的功能特性，把材料开发成一种新型的磁性功能材料。

本项目按计划顺利完成研究计划要点，发表论文25篇，申请专利一项。.本项目工作集中于Fe2MnGa、Mn2NiAl等合金的制备与物性研究。我们优化了Mn2NiAl合金退火工艺，发现经过960℃和970℃退火后样品的原子有序度更高。我们采用电阻应变片的方法对960℃退火后合金的相变行为进行研究，当降温至106K时合金发生了约-17000ppm的应变，并且当温度升至大约250K时，合金恢复了原有的应变值，说明材料发生了可恢复的巨大应变。我们对不同转速的甩带样品测量了他们的热磁曲线，发现随着Mn2NiAl合金有序度的提高，材料发生磁转变的温度越低。通过电弧熔炼制备了Ni50Mn36.5Sb13.5-xBx(x=0,0.5,1.0,1.5)系列Heusler合金样品，以及Ni50Mn36.5Sb13.5-xSix(x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5)系列合金样品，利用XRD、VSM、SQUID、DTA、SEM等设备，对合金样品进行测试，并研究了合金的磁性能、结构、以及相变行为。同时我们还运用第一性原理理论预测了Ni2FeZ(In Sn Sb) Heuseler合金和富主族合金CoCrAl2，CoMnAl2和CoFeAl2的相稳定性，通过计算找到具有半金属性质的材料。