CN108398462B - 合金中磁场诱导相变温度移动的测量计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变磁性马氏体相变哈斯勒合金中磁场诱导相变温度移动的测量计算方法，1）将试样放入振动样品磁强计并抽真空；2）加载到能发生磁场诱导的马氏体相变大小的磁场HM，并等待磁场稳定；3）在步骤2）确定的磁场下，设定测试温度，设定磁场从‑HM到0,和0到HM的连续扫场，测试试样的电阻R随磁场变化的R‑H曲线；4）在步骤2）确定的磁场下，更改测试温度，重复步骤3）的测试过程；5）根据步骤4）获取的各个温度下的R‑H曲线，计算不同温度下磁场诱导相变温度移动的大小。本发明利用相变过程中磁输运性质在各个相变阶段的不同特点所导致的宏观上的电阻变化，来分析计算相变温度移动的；所需测试数据少，计算方法简单、结果可靠。

Description

合金中磁场诱导相变温度移动的测量计算方法
技术领域
本发明属材料物理领域，尤其涉及一种测量计算变磁性马氏体相变哈斯勒合金中磁场诱导相变温度移动的方法。
背景技术
磁场诱导相变是指，在外加磁场作用下，合金从高对称的立方奥氏体相转变为低对称的马氏体相，从而发生位移性、无扩散的结构变化，其驱动力是母相奥氏体相和马氏体相的塞曼能差值。当改变外加磁场大小时，合金的相变温度会随之发生移动。以往研究中确定磁诱导相变温度移动有两种方法，一种是从不同磁场下的磁热曲线的测试结果中读取数据，得到相变温度移动的大小；第二种是利用Clausius-Clapeyron等式：
Figure GDA0002450370510000011
推出
Figure GDA0002450370510000012
其中ΔM为相变时母相与马氏体相的磁化强度之差，ΔS为熵变值。对于第一种从测试结果中直接读数的方法，对测试要求高，且容易受到实验数据误差的影响。第二种计算方法则需要额外测试大量的等温磁化曲线，并计算出各温度下的磁熵变值，然后才能计算出磁诱导相变温度移动。这种方法所需测试数据多，计算复杂。
发明内容
本发明的目的提供一种变磁性马氏体相变哈斯勒合金中磁场诱导相变温度移动的测量计算方法；具有所需测试数据少、计算简单、结果可靠的特点。
本发明采用这样的技术方案来实现：一种变磁性马氏体相变哈斯勒合金中磁场诱导相变温度移动的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将变磁性马氏体相变哈斯勒合金试样放入振动样品磁强计并抽真空；
2)加载使马氏体因磁场诱导产生相变的磁场HM，并等待磁场稳定；
3)在步骤2)确定的磁场下，设定测试温度，设定磁场从-HM到0,和0到HM的连续扫场，测试试样的电阻R随磁场变化的R-H曲线；
4)在步骤2)确定的磁场下，更改测试温度，重复步骤3)的测试过程；
5)根据步骤4)获取的各个温度下的R-H曲线，分别计算不同温度下磁场诱导相变温度移动的大小；
6)测量试样的电阻温度曲线，温度范围覆盖上述测量温度点；
通过上述操作，完成变磁性马氏体相变哈斯勒合金中磁场诱导相变温度移动的测量。
进一步地，步骤1)中的真空度≤5×103Pa。
进一步地，步骤2)中，测试之前根据待测试样的特性设置足够发生磁场诱导马氏体相变的磁场HM。
进一步地，步骤3)中，测试过程中磁场从-HM到HM连续变化。
进一步地，步骤4)，测试温度点的选取应覆盖马氏体相变的整个过程。
采用上述测量方法得到的结果计算磁场诱导相变温度移动大小的方法，包括以下步骤：
A、对于不对称的R-H曲线，在横坐标大于合金矫顽力Hc、小于合金发生磁场诱导马氏体相变的临界场Hf的区间内选取磁场强度H；
B、取+H处的电阻值RH+，减去-H处的电阻值RH-，再除以磁场间隔得(H+-H-)/2得
Figure GDA0002450370510000021
C、选取上述温度点处的电阻温度系数(ΔR/ΔT)T；
D、根据步骤B和C，采用
Figure GDA0002450370510000022
计算温度T处的磁场诱导相变温度移动。
本发明利用相变过程中磁输运性质在各个相变阶段的不同特点所导致的宏观上的电阻变化，来分析计算相变温度移动的；所需测试数据少，只需测试各温度下的R-H曲线即可，计算方法简单、结果可靠，是一种既简便有效又可靠的分析磁场诱导相变温度移动的方法。
附图说明
图1为本发明涉及的试样Ni43Co7Mn38Cr1Sn11合金的R-H曲线图。
图2为本发明所涉及的计算原理示意图。
图3为本发明涉及的试样Ni43Co7Mn38Cr1Sn11合金的磁诱导相变温度移动曲线图。
具体实施方式
下面通过附图及实施例来进一步详述本发明。
实施例1：
1、将待测试样放入振动样品磁强计并抽真空至4×103Pa；加载-3T磁场，并等待磁场稳定；
2、在上述步骤稳定的-3T磁场下，设定测试温度，设定磁场从-3T到3T连续扫场，测试试样的电阻R随磁场变化的曲线；
3、更改测试温度，重复步骤2的测试过程，其中，测试温度点的选取应覆盖马氏体相变的整个过程；
4、测量试样的电阻温度曲线，温度范围覆盖上述测量温度点；
5、根据上述步骤3获取的各个温度下的R-H曲线，分析计算磁诱导相变温度移动的大小，由于在马氏体相变温度点附近的R-H曲线，在正负磁场下为不对称分布，根据其不对称性计算磁场诱导相变温度移动的大小。
具体计算方法为：
步骤1)在R-H不对称曲线(如图1所示)的横坐标上，大于合金矫顽力Hc、小于合金临界场Hf的区间内选取磁场强度H；
步骤2)取+H处的电阻值RH+，减去-H处的电阻值RH-，再除以磁场间隔(H+-H-)/2得
Figure GDA0002450370510000031
参见图2；
步骤3)选取上述温度点处的电阻温度系数(ΔR/ΔT)T
步骤4)根据步骤2)和步骤3)，则温度T处的磁场诱导相变温度移动可由下式计算：
Figure GDA0002450370510000032
得到γ随温度变化的曲线，如图3。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种变磁性马氏体相变哈斯勒合金中磁场诱导相变温度移动的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将变磁性马氏体相变哈斯勒合金试样放入振动样品磁强计并抽真空；
2)根据待测试样的特性设置足够发生磁场诱导马氏体相变的磁场HM，加载使马氏体因磁场诱导产生相变的磁场HM，并等待磁场稳定；
3)在步骤2)确定的磁场下，设定测试温度，设定磁场从-HM到0,和0到HM的连续扫场，测试试样的电阻R随磁场变化的R-H曲线；
4)在步骤2)确定的磁场下，更改测试温度，重复步骤3)的测试过程；
5)根据步骤4)获取的各个温度下的R-H曲线，分别计算不同温度下磁场诱导相变温度移动的大小；
6)测量试样的电阻温度曲线，温度范围覆盖上述测量温度点；
通过上述操作，完成变磁性马氏体相变哈斯勒合金中磁场诱导相变温度移动的测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中的真空度≤5×103Pa。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)中，测试过程中磁场从-HM到HM连续变化。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4)，测试温度点的选取应覆盖马氏体相变的整个过程。
5.采用权利要求1-4任意一项所述测量方法得到的结果进行计算磁场诱导相变温度移动大小的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、对于不对称的R-H曲线，在横坐标大于合金矫顽力Hc、小于合金发生磁场诱导马氏体相变的临界场Hf的区间内选取磁场强度H；
B、取+H处的电阻值RH+，减去-H处的电阻值RH-，再除以磁场间隔得(H+-H-)/2得
Figure FDA0002450370500000011
C、选取上述温度点处的电阻温度系数(ΔR/ΔT)T；
D、根据B和C，采用
Figure FDA0002450370500000012
计算温度T处的磁场诱导相变温度移动，其中γ的单位为K/T。
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