六角Ni2In型MnNiSi基合金磁结构相变的研究(2)
20世纪30年代美国哈佛大学A.B.Greninger等学者的报道表明某些特定的合金具有形状记忆效应[2]。他们一行人发现CuZn合金在加热和冷却过程中，其马氏体相会发生收缩与长大。1948年前苏联学者库尔久莫夫等曾准确预测出一部分具有马氏体相变的合金会出现热弹性马氏体相变[3]。1951年张禄经和T.A.Read报道了原子比为1:1的CsCl型AuCd合金在热循环中会反复出现可逆相变[4]。数年后T.A.Read又与M.W.Burkart在InTi合金中发现了同样的可逆相变[5]。直到60年代，形状记忆效应仍然只被认为是某些特殊合金所具有的性能。甚至在1958年时，AuCd合金制作的升降机在布鲁塞尔国际博览会上展出时[6],都未能引起人们的注意。可以说直到1963年，人们对TiNi合金形状记忆效应的研究才使得此类合金的研究进入一个新的历史时期。
70年代初，研究发现CuAlNi合金同样具有很好的形状记忆效应。到1975年，人们已经发现多达20种合金具有优异的形状记忆效应。1975年到1980年期间，人们对形状记忆合金的研究主要集中在形状记忆合金的机制及其原理方面，同时也对超弹性进行了更大规模的研究。研究表明，具有完全形状记忆效应的合金均具有超弹性，部分合金可以实现双程形状记忆效应，还有的可以实现逆形状记忆效应，另外一些还可以实现全方位形状记忆效应。
到了80年代初，经过20多年的研究，形状记忆合金成为了世界范围内各国学者广泛研究和探讨的话题。全世界范围内申请的专利超过1万多项，并且形状记忆合金在工业领域也逐步得到发展和应用，在电子、运输、航天等诸多领域均有着广泛的应用。
至今，形状记忆合金仍然是十分热门的研究课题，许许多多具有形状记忆效应的合金被开发并被广泛应用到生产实践中来。随着研究的飞速进行与不断深入，相信未来关于形状记忆合金的研究必将带给我们更多的惊喜。
1.1.2 形状记忆合金分类
具有形状记忆效应的合金，其基本合金体系就有数10种之多，如若将各种合金相互组合及掺杂其他合金形成的合金体系均算在其中，具有形状记忆效应的合金则多达100种以上。其中广泛使用的只有部分Ti基、Cu基和Fe基合金，其他合金或由于价格昂贵，或对样品的晶相要求过高，不能适用与工业生产。
Ti基合金中的TiNi合金可以说是至今研究最为广泛，具有十分优秀的形状记忆效应的合金材料。TiNi合金具有强度高、塑性大、耐腐蚀性能好、稳定性高等众多的优良性能，并且，TiNi合金具有很好的生物兼容性，其在生物医药领域具有广泛的应用。
同时，此类合金的研究离不开经济方面的考量，Cu基合金虽然在许多性能方面均比TiNi合金差，但由于Cu基合金价格低廉仅为TiNi合金的十分之一左右。所以，在对于合金形状记忆性能要求不高，反复使用次数少，特别是迫于成本压力的情况下，可以选择使用Cu基形状记忆合金。Fe基合金在诸多领域均有应用，究其原因，是因为Fe基合金具有成本低，易加工，并且具有很高的力学强度，但不得不指出的是其形状记忆性能不是很好。
Ni-Mn系铁磁性形状记忆合金因为其具有诸多特性而受到人们广泛关注，例如，具有很大的磁场场致应变[7-8]，逆磁致热效应[7,9,10]，巨磁阻效应[11,12]，高的磁热传导率[13]。所有这些有趣的现象可以归因为一种磁场诱发的马氏体相变，并且可以扩大其在高性能驱动器方面的应用前景[14]，以及环保磁性冰箱[15]和其他方面的应用。
1.1.3 形状记忆效应原理
形状记忆效应实质就是热弹性马氏体相变，具体是指形状记忆合金在受到外部压力的作用下发生塑性变形，经过加热到某一温度可以恢复变形。从微观层面来说，是指马氏体在受到外力的作用发生形变，通过加热已经发生形变的马氏体相至相变温度，使其变为奥氏体相，从而恢复到之前的未变形之前的马氏体相形状。
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