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Fe—Cr—Ni—Mn—Si不锈铁基合金的形状记忆效应
邵潭华;严利民
【期刊名称】《宇航材料工艺》
【年(卷),期】1994(024)003
【摘要】本文利用热膨胀仪、光学金相和透电子显微镜、Ｘ射线衍射仪等测试方法研究了Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ－Ｍｎ－Ｓｉ不锈铁基合金的形状记忆效应，探索了形变量、形变温度和热处理工艺地其形状记忆效应的影响规律，并对不锈铁基合金的形状记忆进行了初步探讨，试验结果表明，经１０５０℃固溶处理，室温拉伸形变在２％（或弯曲角在１２０°）以内，于３５０℃回复后，可获得好的形状记忆效应，其形状记忆效应来源于形变时产生的大量形变孪晶和
【总页数】6页(P1-5,13)
【作者】邵潭华;严利民
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG139.6
【相关文献】
1.Fe—Cr—Ni—Mn—Si不锈铁基合金的形状记忆效应 [J], 邵潭华;严利民
2.不同预变形量对时效 Fe13Mn6Si13Cr4Ni0．1C合金组织及形状记忆效应的影响 [J], 杨世洲;李宁;李辉
3.电脉冲时效对Fe14Mn6Si8Cr5Ni合金微观组织及形状记忆效应的影响 [J], 杨世洲;李宁;文玉华;彭华备;刘文博
4.Fe-Mn-Si-Cr-Ni系形状记忆合金管接头形状记忆效应和耐腐蚀性能的研究 [J], 杨军;邓龙江;林元华;丁武成;田仁江;李宁
5.电脉冲处理对不同预变形量Fe17Mn5Si8Cr5Ni0.5NbC合金NbC析出相与形状记忆效应的影响(英文) [J], 刘文博;李宁;文玉华;张世超;杨世洲
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形状记忆合金在航空工业中的应用研究进展摘要 : 形状记忆合金具有高能量密度 ,作为驱动器使用不会引起重量的显著增加和空间的过度占用 ,因而在航空航天器的一些结构中具有良好的应用前景。
本文对航空工业中使用形状记忆合金作为驱动器 ,应用于飞机机翼结构、进气道结构和发动机的相关研究进行了总结 ,并提出形状记忆合金在航空工业中应用的未来研究方向。
关键词 :形状记忆合金 ;机翼 ;进气道;喷气式发动机形状记忆合金(SMA) 作为一种具有特殊性质的材料 ,在工程应用中具有良好前景。
特别是 SMA 具有很高的能量密度 ,不会引起重量的显著增加 ,使其倍受航空工业的关注。
在宏观层面下 ,SMA 具有两个基本的性质:形状记忆效应(SME) 与超弹性 (SE) 。
形状记忆效应是指 SMA 在外力作用下发生较大的塑性变形 ,在经历升温后回复到外力作用前的状态;SE 是指 SMA 在较高的温度状态下 ,在加载过程中产生较大的应变 ,在撤除载荷后仍可以恢复到原来的形状[1] 。
利用 SMA 的记忆效应提供的大回复力以及大回复位移 ,使其已应用在宇宙飞船天线形状、飞行器机翼、发动机喷口的形状控制及对这些结构的振动控制[2 ,3] ,Andrew Peter Jardine 等还利用 SMA 在提高飞行器舱门密封上获得了专利[4] 。
利用 SMA 超弹性的滞回特性 ,可以用于工程结构中的振动控制[5] 。
SMA 在不同转变温度下表现出的不同性质 ,是其内部固2固相转变造成的。
SMA 的相转变温度可以在 - 150 ℃～200 ℃之间通过合金的成分和热处理工艺进行调节 ,相变的四个关键温度点分别为 :马氏体结束温度( Mf ) ,马氏体开始温度( Ms) ,奥氏体开始温度( As ) ,奥氏体结束温度( Af ) [6] 。
SMA 在加热至奥氏体开始温度以上时 ,发生从马氏体到奥氏体的相变;当 SMA 冷却时 ,在奥氏体向马氏体转变之前还要发生中间相 R 相变[7] 。
基于形状记忆合金的空间分离装置研究进展基于形状记忆合金的空间分离装置研究进展形状记忆合金是近年来高新技术领域中的一种热门材料，其具有形状记忆和应变记忆的双重记忆性质，被广泛应用于医学、建筑、航空航天等领域。
其中，基于形状记忆合金的空间分离装置也吸引了研究人员的关注。
空间分离装置是一种将空间分为两个或多个部分的装置，可以用于控制温度、湿度、声波等在空间中的传播。
然而，传统的空间分离装置通常需要传动机构和电机控制器等复杂的部件，使得其制造和维护成本高昂，应用范围受到限制。
随着形状记忆合金的发展，研究人员开始探索基于形状记忆合金的空间分离装置。
目前，基于形状记忆合金的空间分离装置研究进展如下：首先，研究人员尝试利用形状记忆合金的形状记忆特性制造空间分离装置。
这种装置是由两个平行的板组成的，中间夹有一段形状记忆合金。
当温度变化时，形状记忆合金会发生形状变化，从而压缩或拉伸两个平行板之间的间距。
通过控制温度，可以实现空间分离装置的打开和关闭。
其次，一些研究人员将形状记忆合金应用于振动控制中。
他们设计了一种基于形状记忆合金的振动吸附器，可以吸收空间中的声波振动和机械振动。
这种振动吸附器由形状记忆合金和阻尼材料组成，当振动作用于装置上时，形状记忆合金的形状记忆特性可以改变其阻抗。
从而吸收振动能量，达到振动控制的目的。
最后，还有一些研究人员将形状记忆合金应用于空气净化领域。
他们制造了一种基于形状记忆合金的空气净化器，可以过滤空气中的有害气体和微生物。
这种空气净化器利用形状记忆合金的记忆特性，可以将空气通过特殊的形状记忆过滤材料，将有害物质过滤掉，同时保留对空气质量有益的物质。
综上所述，基于形状记忆合金的空间分离装置是一种前沿的技术，尽管目前在应用范围和制造成本等方面存在一些局限性，但随着技术的不断发展和完善，相信这种装置一定会更加广泛地应用于各个领域，为人们的生产和生活带来更多的便利。
未来形状记忆合金空间分离装置的发展方向及应用未来的形状记忆合金空间分离装置在操作方式和技术性能方面将会继续得到改进和提高。
生物记忆材料·镍钛合金·在骨科领域中的研究与进展第二军医大学长海医院骨科张春才自1963年Buehler报道了镍钛(NiTi)合金具有形状记忆效应以来，对其本质和应用研究日趋深人。
尤其在医学界，因其独特的力学行为与优良的组织相容性，倍受关注。
1 NiTi合金形状记忆效应的原理和特性所谓"形状记忆效应"是指NiTi合金对它的金相几何形状有"记忆"本领，宏观而言，将一定形状的合金试样，低温塑形形变后，再将试样加热，试样又回复到它原来的形状，同时，产生巨大的回复力，例如横截面积为lcm²的合金棒，相变时产生850Okg的力。
记忆效应分三种:(1)单向记忆:低温金相受力变形，高温金相回到原状。
C2)双向记忆:能记住高温与低温金相，随温度而发生顺、逆性变化。
(3)全程记忆:机理不甚明了，可能是金相中的一种内应力场起了主要作用。
形状记忆效应的应变量依合金的种类而各有所异，约5-20%之间(一般金属小于0.5%),NiTi合金为8%。
形状记忆合金具有“热弹性马氏体型”相变。
NiTi合金为例，高温奥氏体相为体心立方有序晶体结构CaCl型B2晶格，低温马氏体相(M)为单斜畸变结构Bl9晶格，从B→M，存在一个对双程记忆效应起着重要作用的R相变。
在B2=R，R=M和R2=M的顺、逆相变中，母和子相中相邻原子位置不变，只是界面上原子发生协作位移-晶体切变。
这种切变不但对记忆效应和超弹性起了重要作用，而且也使其耐疲劳性能优于一般金属材料。
具有记忆效应的合金已发现20余种，实用化潜力大的有镍基、铜基及铁基形状记忆合金。
NliTi合金为近等原子比的NiTi金属间化合物。
国产的医用NiTi合金，Mi含量为50-53%。
相变温度可依临床而行相应的工艺处理;同时亦适当改变它的弹性模量。
2 医用NiTi合金的基础研究实验表明，NiTi合金具有强度高、比重低、耐疲劳、耐腐蚀、耐磨损、低磁性、无毒等优点。
形状记忆合金发展及应用摘要：形状记忆效应自20世纪30年代报道以来逐步得到人们的重视并加以应用，被人们誉为“神奇的功能材料”，本文主要介绍了形状记忆合金合金的发展及其在许多领域的应用以及未来的一些发展趋势。
关键字：形状记忆合金各领域应用发展趋势引言：形状记忆合金（shape memory alloy，缩写为SMA）作为一种新型功能性材料，其最显著的特性是形状记忆效应，1932年由Olander在研究AuCd合金时首次发现，随后引起了人们的广泛重视，并由此开始了广泛研究和应用。
随着人们逐渐发现形状记忆合金的一些重要特性，如超弹性效应、弹性模量温度变化特性和良好的阻尼性能等。
正是这些显著的性能使得形状记忆合金被广泛地应用和研究，应用领域涉及电子、机械、运输、化学、医辽、能源、航天与土木工程等领域。
一、形状记忆效应的发现1932年瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到了形状记忆效应。
最早关于形状记忆合金效应的报道是有Chang及Read等人在1952年作出的。
他们观察到Au-Cd 合金中相变的可逆性。
后来在Cu-Zn合金中也发现了同样的现象。
但当时并未引起人们的广泛注意。
直到1962年,Buehler及其合作者在等原子比的Ti-Ni合金中观察到具有宏观形状变化的记忆效应,才引起了材料科学界与工业界的重视二、记忆效应的分类（一）单程记忆效应形状记忆合金在较低温度下变形,较热后可恢复变形前的形状,这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。
（二）双程记忆效应某些合金加热是恢复高温相形状,冷却时又能恢复低温相形状,称为双程记忆效应。
（三）全程记忆效应。
加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状,称为全程记忆效应。
三、形状记忆合金在各领域的应用（一）航空航天工业方面形状记忆合金可用于制造探索宇宙奥秘的月球天线。
由于天线体积庞大，运载上月球很不方便，人们在一定温度环境下用形状记忆合金制成抛物面天线，再在低温下把它压缩成一个直径5厘米以下的小团，使它的体积缩小到只有原先的千分之一，放入登月小艇的舱内，在月面上经太阳光的照射加热使它恢复到原来的抛物面形状。
磁性形状记忆合金Ni_2MnGa的研究现状及发展
李健靓;张羊换;郭世海;祁焱;全白云;王新林
【期刊名称】《金属功能材料》
【年(卷),期】2003(10)5
【摘要】本文系统地阐述了Ni2 MnGa合金的晶体结构、马氏体相变行为、相变应变、磁诱导应变及其形状记忆效应机理的研究现状 ,分析了影响Ni2 MnGa合金马氏体相变、应力应变及各物理量的主要因素 ,介绍了Ni2 MnGa合金的制备工艺现状及发展趋势 ,并提出了Ni2 MnGa合金需深入研究的问题。
【总页数】6页(P25-30)
【关键词】Ni2MnGa;形状记忆合金;马氏体相变;应力应变行为;形状记忆效应【作者】李健靓;张羊换;郭世海;祁焱;全白云;王新林
【作者单位】钢铁研究总院功能材料研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TG139.6
【相关文献】
1.磁控形状记忆合金Ni_2MnGa解析模型及特性 [J], 张庆新;王凤翔;张红梅
2.Ni_2MnGa和CuGaMn磁性形状记忆合金及Ti-Nb形状记忆合金 [J],
3.磁性形状记忆合金的研究现状及发展 [J], 郭世海;张羊换;王新林
4.Ni_2MnGa铁磁形状记忆合金开裂的原位研究 [J], 沈连成;何健英;宿彦京;褚武
扬;乔利杰
5.磁性形状记忆合金Ni_2MnGa的开发 [J], 王冰;秦呈欣;吴防修
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NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究一、本文概述本文旨在深入探讨NiTi形状记忆合金的超弹性特性及其在医学应用领域的广泛影响。
NiTi，即镍钛合金，以其独特的形状记忆效应和超弹性，在众多工程领域中占据了举足轻重的地位。
尤其在医学领域，NiTi形状记忆合金的应用已逐渐成为研究热点，其在牙科、骨科、心血管科等领域的应用前景广阔。
本文将首先介绍NiTi形状记忆合金的基本特性，包括其形状记忆效应和超弹性的原理及其产生机制。
随后，将重点讨论NiTi合金在医学领域的应用现状，包括其在牙科正畸、骨科植入物、心血管支架等方面的实际应用案例。
本文还将探讨NiTi合金在医学应用中的优势和挑战，以及未来可能的发展方向。
通过对NiTi形状记忆合金超弹性特性的深入研究，以及对其在医学应用领域的系统梳理，本文旨在为相关领域的研究者提供有价值的参考，为推动NiTi合金在医学领域的进一步发展提供理论支持和实践指导。
二、NiTi形状记忆合金的基本性质NiTi形状记忆合金，也被称为镍钛合金，是一种独特的金属合金，其特性源于其独特的晶体结构和相变行为。
NiTi合金由大约50%的镍（Ni）和50%的钛（Ti）组成，其原子比例接近等原子比，这使得它具有非凡的形状记忆效应和超弹性。
形状记忆效应：NiTi合金的形状记忆效应是指合金在经历一定的塑性变形后，通过加热到某一特定温度（即Af温度以上），能够恢复其原始形状的特性。
这种效应源于合金内部发生的可逆马氏体相变。
在低温下，合金处于马氏体相，具有较高的塑性；而在高温下，合金转变为奥氏体相，具有较低的塑性。
当合金在马氏体相下发生塑性变形后，再加热至奥氏体相，合金就能通过相变恢复其原始形状。
超弹性：NiTi合金的超弹性是指合金在受到外力作用时，能够发生大的弹性变形而不产生永久塑性变形的特性。
这种特性使得NiTi 合金在受到外力后，能够迅速恢复到原始状态，具有良好的回复性。
超弹性的产生与合金内部的应力诱发马氏体相变有关。
最新形状记忆合金未来展望形状记忆合金未来展望一、引言形状记忆合金(Shape Memory Alloy ,SMA) 是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形状后,通过加热到某一临界温度以上又可恢复成初始形状的一类合金.形状记忆合金具有的能够记住其原始形状的功能称为形状记忆效应(Shape Memory Effect ,SME) .形状记忆合金作为一种特殊的新型功能材料,是集感知与驱动于一体的智能材料,因其功能独特,可以制作小巧玲珑、高度自动化、性能可靠的元器件而备受瞩目,并获得了广泛应用.二、形状记忆合金的发展史与现状在金属中发现现状记忆效应最早追溯到20世纪30年代.1938年.当时美国的Greningerh和Mooradian在Cu-Zn合金小发现了马氏体的热弹件转变.随后,前苏联的Kurdiumov对这种行为进行了研究.1951年美国的Chang相Read在Au47·5Cd(％原子)合金中用光学显微镜观察到马氏体界面随温度的变化发生迁动.这是最早观察到金属形状记忆效应的报道.数年后,Burkhart 在In-Ti 合金中观察到同样的现象.然而在当时,这些现象的发现只被看作是个别材料的特殊现象而未能引起人们足够的兴趣和重视.直至1963年,美国海军武器实验室的Buehler等人发现了Ni-Ti合金中的的形状记忆效应,才开创了“形状记忆”的实用阶断[1].1969年,Rsychem公司首次将Ni-Ti合金制成管接头应用于美国F14 战斗机上；1970年,美国将Ti-Ni记忆合金丝制成宇宙飞船用天线.这些应用大大激励了国际上对形状记忆合金的研究与开发.20世纪7 年代,相继开发出了Ni-Ti 基、Cu-Al2-Ni 基和Cu-Zn-Al 基形状记忆合金；80 年代开发出了Fe-Mn-Si 基、不锈钢基等铁基形状记忆合金,由于其成本低廉、加工简便而引起材料工作者的极大兴趣.从20世纪90 年代至今,高温形状记忆合金、宽滞后记忆合金以及记忆合金薄膜等已成为研究热点[2].从SMA 的发现至今已有四十余年历史,美国、日本等国家对SMA 的研究和应用开发已较为成熟,同时也较早地实现了SMA 的产业化.我国从上世纪70 年代末才开始对SMA 的研究工作,起步较晚,但起点较高.在材料冶金学方面,特别是实用形状记忆合金的炼制水平已得到国际学术界的公认,在应用开发上也有一些独到的成果.但是,由于研究条件的限制,在SMA 的基础理论和材料科学方面的研究我国与国际先进水平尚有一定差距,尤其是在SMA 产业化和工程应用方面与国外差距较大【3】.近十年来,我国在SMA的应用和开发方面更是取得了长足进步.现在,我国的SMA产业化进程方兴未艾,国内涌现了一大批以SMA原料及产品为主要生产、经营项目的高科技公司【4】.可以预见,未来几年我国SMA的研究和应用开发将会有令人瞩目的发展,甚至可能出现较大突破.SMA的形状记忆效应源于热弹性马氏体相变,这种马氏体一旦形成,就会随着温度下降而继续生长,如果温度上升它又会减少,以完全相反的过程消失.两项自由能之差作为相变驱动力.两项自由能相等的温度T0称为平衡温度.只有当温度低于平衡温度T0时才会产生马氏体相变,反之,只有当温度高于平衡温度T0时才会发生逆相变[5].在SMA中,马氏体相变不仅由温度引起,也可以由应力引起,这种由应力引起的马氏体相变叫做应力诱发马氏体相变,且相变温度同应力呈线性关系.至今为止发现的记忆合金体系Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等. 形状记忆合金的历史只有70多年,开发迄今不过20余年,但由于其在各领域的特效应用,正广为世人所瞩目,被誉为”神奇的功能材料”,其实用价值相当广泛,其应用范围涉及机械、电子、化工、宇航、能源和医疗等许多领域【6】.二、形状记忆效应的应用目前,形状记忆合金在电子、机械、能源、宇航、土木、汽车、医疗及日常生活各方面都得到了广泛的应用,总的来说,按使用特性的不同,可归纳为下面几类:(1) 自由回复.SMA 在马氏体相时产生塑性形变,温度升高自由回复到记忆的形状.自由回复的典型例子是人造卫星的天线和血栓过滤器.美国航空航天局(NASA) 将Ti2Ni 合金板或棒卷成竹笋状或旋涡状发条,收缩后安装在卫星内.发射卫星并进入轨道后,利用加热器或太阳能加热天线,使之向宇宙空间撑开.血栓过滤器把Ni2Ti 合金记忆成网状,低温下拉直,通过导管插入静脉腔,经体温加热后,形状变为网状,可以阻止凝血块流动[7].有人设想,利用形状记忆合金制作宇宙空间站的可展机构,即以小体积发射,于空间展开成所需的形状,这是很有吸引力的机构. 《形状记忆合金未来展望》全文内容当前网页未完全显示,剩余内容请访问下一页查看.共3页: 上一页123下一页。
第 39 卷第 6 期2023 年12 月结构工程师Structural Engineers Vol. 39 ， No. 6Dec. 2023铁基形状记忆合金加固钢梁和混凝土梁的加固机理与研究进展强旭红1武亚鹏1姜旭2，*罗永峰1（1.同济大学建筑工程系，上海 200092； 2.同济大学桥梁工程系，上海 200092）摘要土木工程中钢梁或混凝土梁在服役过程中会发生开裂、损伤、老化和承载力退化等问题，常常需要对结构进行加固来保证其承载能力、延长其使用寿命。
目前，应用铁基形状记忆合金（Fe-basedshape memory alloys，Fe-SMA）对结构进行预应力加固被证明是一种高效可靠的方式。
对形状记忆合金的形状记忆特性、激活回复性能和基本力学性能研究现状进行了梳理，对用Fe-SMA进行结构加固的热激励加固原理进行了阐述。
在此基础上，从加固钢梁和混凝土梁两个方面，梳理了Fe-SMA构件和被加固结构之间的连接方法，根据加固需求和目的对现有研究和应用进行了分类分析和总结。
最后，针对目前的研究与应用现状的不足之处，对Fe-SMA应用于结构加固进行了展望，以期促进其在土木工程领域的合理应用。
关键词铁基形状记忆合金，梁结构加固，材料性能，结构性能提升Strengthening Mechanism and Research Progress on Strengthening Steel Beam and RC Beam with Fe-based Shape Memory AlloysQIANG Xuhong1WU Yapeng1JIANG Xu2，*LUO Yongfeng1（1.Department of Structural Engineering，Tongji University， Shanghai 200092， China；2.Department of Bridge Engineering，Tongji University， Shanghai 200092， China）Abstract In civil engineering，steel or concrete beams need to be reinforced to increase its load-bearing capacity and service life due to damage， aging and bearing capacity degradation under service conditions. At present，the application of Fe-based shape memory alloys （Fe-SMA）to reinforce the structure has been proved to be an efficient and reliable method. This article reviews the shape memory properties，activation recovery properties and basic mechanical properties of Fe-SMA. And the principle of thermal excitation for structural reinforcement using Fe-SMA is described. On this basis， the connection methods between Fe-SMA members and the reinforced structure are reviewed from the aspects of reinforcing steel beams and concrete beams， and the existing research and applications are classified， analyzed and summarized according to the needs and purposes of reinforcement. Finally，in view of the shortcomings of the current research and application，this paper puts forward the perspectives that need to be researched，in order to promote the reasonable application of Fe-SMA in the field of civil engineering.收稿日期：2022-12-04基金项目：国家自然科学基金资助项目（52278206，52278207），国家重点研发计划重点专项（2020YFD1100400、2017YFB0304701），中央高校基本科研业务费（22120210577）作者简介：强旭红，女，副教授，博士生导师，工学博士，主要从事钢结构加固、钢结构抗火及高性能材料在土木工程领域应用的研究工作。
第１２卷第６期２０１２年２月 １６７１—１８１５（２０１２）０６－１３７６—０３ 科学技术与工程
Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．１２ Ｎｏ．６ Ｆｅｂ．２０１２
＠２０１２ Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
矿冶技术 Ｎｉａ８．７ Ｍｎ３０．１ Ｇａ２１
．２铁磁性形状记忆合金
的显微组织和相变行为 刘金林王海波 （台州学院物理与电子工程学院，台州３１８０００）
摘要研究了Ｎｉ勰． Ｍｎ Ｇａ２。． 铁磁性形状记忆合金的相变行为和显微组织。ＸＲＤ结果表明：室温下合金为５Ｍ马氏体和 母相共存，金相结果表明合金的显微组织为双相组织，在母相的晶粒中存在少量的马氏体片，合金的室温微观断口形貌表明 该合金为典型的沿晶断裂，ＤＳＣ结果表明该合金在升降温过程中发生了一步马氏体正逆相变。 关键词ＮｉＭｎＧａ合金 马氏体相变 显微组织 中图法分类号ＴＧ１３９．６； 文献标志码Ａ
磁性形状记忆合金（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａ１． １ｏｙｓ，简称ＭＳＭＡｓ）是近几年发展起来的一类新型功 能材料，它显著的特征是在磁场作用下可以产生大 的应变，而在磁场卸除后应变得到恢复。磁性形状 记忆合金产生可逆应变的原理在于通过外加磁场 控制马氏体孪晶界面或马氏体．母相界面作再取向， 从而使得合金在宏观上随外加磁场的加载与卸除 表现出可逆形状应变。由于磁性形状记忆合金的 可逆效应来自于马氏体孪晶再取向过程，实现了大 的可逆应变；采用外加磁场驱动不仅实现了高的响 应频率，而且能够精确控制形变量。其作为驱动器 用材料具有一般形状记忆材料难以比拟的优越性， 因此，磁性形状记忆合金受到了各国材料科学界的 普遍重视 －－－４ ３。 ＮｉＭｎＧａ磁性记忆合金作为磁控驱动器件的候 选材料近年来获得了很大的进展。和目前常用的 驱动器材料（磁致伸缩材料和传统记忆合金）相比， ＮｉＭｎＧａ合金不仅具有大的磁诱发应变，还具有足 够快的响应速度，引起了广大研究者的关注 ］。 目前ＮｉＭｎＧａ单晶合金的最大磁场诱发应变已经达 到将近１０％左右 Ｊ，然而由于ＮｉＭｎＧａ单晶材料制 备工艺的复杂性及成分偏析，限制了该合金的实际 应用，因此人们试图通过改变合金元素成分来达到 ２０１１年ｌ２月５日收到 浙江省大学生科技创新项目（２０１０Ｒ４２８００７） 和浙江省自然科学基金（Ｙ４１００６１８）资助 通讯作者简介：ＹＥ海波（１９７７一），女，博士，讲师，研究方向：磁驱 动形状记忆合金。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｂ．ｗａｎｇ＿ｈｉｔ＠１６３．ｃｏｒｎ。 改善ＮｉＭｎＧａ合金的综合性能。 ＮｉＭｎＧａ合金不仅有着丰富的马氏体相变行 为 ，而且拥有良好的磁感生应变特性，在科学 和工程上均有着重要的研究价值和广阔的应用前 景，但其研究工作尚在起步阶段，对其马氏体相变 行为、马氏体的微观组织形貌及晶体结构和应变恢 复特性尚缺乏系统研究。若能考察Ｎｉ．Ｍｎ．Ｇａ磁性 形状记忆合金的马氏体相变行为及其影响因素，马 氏体的微观组织形貌及亚结构、马氏体的稳定性以 及应变恢复特性，阐明其宏观应变恢复特性与微观 组织结构之间的内在联系，不仅对于深入理解磁感 生应变的微观机制有着重要理论价值，而且对于发 展高响应频率、大可逆应变的新型形状记忆材料具 有重要的指导意义。
铁磁形状记忆合金NiMnGa马氏体重定向的 细观力学模型与分析1)魏融冰2)王省哲（西部灾害与环境力学教育部重点实验室，兰州大学土木工程与力学学院，兰州 730000）摘要： 基于细观力学和热力学方法，本文分析了NiMnGa铁磁形状记忆合金在磁场和应力诱导下的马氏体重定行为与磁致应变效应。
NiMnGa合金由于发生相变有着较强的力学和磁学上的各向异性特征，为一非均匀材料。
从细观角度出发，我们采用经典的Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka场平均方法，将各向异性的马氏体看做两个材料常数不同的各向同性材料。
认为发生相变的合金材料为两相材料，将一种马氏体相看作夹杂相，另一种马氏体相看作基体相；同时考虑了不同夹杂形状和材料各向异性对马氏体重定向行为的影响，建立了铁磁形状记忆合金较为一般的马氏体变体重定向的细观力学模型。
模拟了球形和椭球形两种不同的夹杂以及考虑其各向异性情形下的力磁耦合特性，并与实验测量值进行了对比，结果表明：本文考虑夹杂形状和各向异性等因素的预测结果与以往模型相比有较好改进，并与实验更为接近。
关键字：细观力学 铁磁形状记忆合金 相变 各向异性 等效夹杂理论1.引言：近年来，以Ni2MnGa为代表的磁控形状记忆合金（MSMA）成为的研究热点[1-9]。
磁控形状记忆合金除了具有传统的温控和应力控制记忆合金的一般特点外，还可以在磁场作用下输出应变。
与其它形状记忆合金及磁致伸缩材料相比，铁磁形状记忆合金Ni2MnGa 具有强铁磁性、大磁致伸缩、温控和磁控形状记忆效应、响应频率高、输出应变和应力接近温控形状记忆合金等特点，是一种理想的智能驱动和传感材料。
关于磁滞应变的模型的研究，人们一般都是采用最小势能原理，根据外加磁场，力和温度等条件，写出势能变分，然后求出势能最小对应的平衡点。
常见的模型有以下几种.James模型[10,11]，基于微观磁约束理论，模型中能量项包括Zeeman能，退磁场能和恒定外载荷下的机械能。
