Исследование свойств сплава Гейслера cистемы Ni-Mn-Ga-Cu в различном структурном состоянии
А.И. Иванова1, А.Ю. Карпенков1, Е.М. Семенова1, И.И. Мусабиров2
1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
2 ФГБУН «Институт проблем сверхпластичности металлов РАН»
DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.067
Оригинальная статья
Аннотация: В работе представлены результаты исследований микроструктуры, магнитной доменной структуры и магнитных свойств образцов сплава системы NiMnGaCu в исходном и деформированном состоянии. Показано, что проведение деформационно-термической обработки, включающей гомогенизирующий отжиг, экструзию с последующим вакуумным отжигом, способствует изменению микроструктуры исходного сплава (уменьшение размера кристаллитов и мартенситных
пластин). Методом магнитно-силовой микроскопии визуализированы магнитные домены на поверхности образцов, выявлена субструктура вторичных микродвойников с собственной магнитной доменной структуры. Исследование полевых зависимостей намагниченности исходного и подверженного деформационно-термическому воздействию образцов позволяет сделать вывод, что оба образца имеют одинаковое значение намагниченности насыщения. Магнитометрические измерения демонстрируют незначительное смещение температуры фазового перехода в сторону низких температур для деформированного образца. Максимальные значения на температурных
зависимостях магнитокалорического эффекта для исходного и деформированного образцов строго соответствуют фазовым переходам.
Ключевые слова: сплавы Гейслера, мартенситный рельеф, деформационно-термическая обработка, экструзия, микро- и наноструктура, магнитная доменная структура, магнитоструктурный переход
- Иванова Александра Ивановна – к.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Карпенков Алексей Юрьевич – к.ф.-м.н., заведующий кафедрой физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Семенова Елена Михайловна – к.ф.-м.н., доцент кафедры физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Мусабиров Ирек Ильфирович – к.ф.-м.н., cтарший научный сотрудник, ФГБУН «Институт проблем сверхпластичности металлов РАН»
Ссылка для цитирования:
Иванова, А.И. Исследование свойств сплава Гейслера cистемы Ni-Mn-Ga-Cu в различном структурном состоянии / А.И. Иванова, А.Ю. Карпенков, Е.М. Семенова, И.И. Мусабиров // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 067-076. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.067. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Васильев, А.Н. Ферромагнетики с памятью формы / А.Н. Васильев, В.Д. Бучельников, Т. Такаги, В.В. Ховайло, Э.И. Эстрин // Успехи физических наук. – 2003. – Т. 173. – Вып. 6. – С. 577-608. DOI: 10.3367/UFNr.0173.200306a.0577.
2. Бучельников, В.Д. Магнитные сплавы с памятью формы - фазовые переходы и функциональные свойства / В.Д. Бучельников, А.Н. Васильев, В.В. Коледов и др. // Успехи физических наук. – 2006. – T. 176. – Вып. 8. – C. 900-906. DOI: 10.3367/UFNr.0176.200608j.0900.
3. Kamantsev, A.P. Magnetocaloric and thermomagnetic properties of Ni2.18Mn0.82Ga Heusler alloy in high magnetic fields up to 140 kOe / A.P. Kamantsev, V.V. Koledov, A.V. Mashirov, E.T. Dilmieva et al. // Journal of Applied Physics. – 2015. – V. 117. – I. 16. – P. 163903-1-163903-4. DOI:10.1063/1.4918914.
4. Гречишкин, Р.М. Магнитные свойства и доменная структура сплавов Гейслера / Р.М. Гречишкин, А.И. Иванова, А.Д. Зигерт. – Тверь: Тверской государственный университет, 2021. – 91 с.
5. Buchelnikov, V.D. Magnetocaloric effect in Ni–Mn–X (X = Ga, In, Sn, Sb) Heusler alloys / V.D. Buchelnikov, V.V. Sokolovskiy // The Physics of Metals and Metallography. – 2011. – V. 112. – I. 7. – P. 633-665. DOI: 10.1134/S0031918X11070052.
6. Дильмиева, Э.Т. Формирование структуры мартенситных двойников в сплаве Гейслера Ni2.16 Mn0.84Ga под действием сильных магнитных полей в адиабатических и изотермических условиях / Э.Т. Дильмиева, Ю.С. Кошкидько, В.В. Коледов и др. // Известия РАН. Серия Физическая. – 2017. – Т. 81. – № 11. – С. 1428-1434. DOI: 10.7868/S0367676517110011.
7. Файзуллин, Р.Р. Прямой и обратный магнитокалорический эффект в сплавах Гейслера Ni1.81Mn1.64In 0.55, Ni1.73Mn1.80In0.47 и Ni1.72Mn1.51In0.49Co0.28 / Р.Р. Файзуллин, А.В. Маширов, В.Д. Бучельников и др. // Радиотехника и электроника. – 2016. – Т. 61. – № 10. – С. 994-1003. DOI: 10.7868/S0033849416100107.
8. Маширов, А.В. Эффект памяти формы в микроразмерном образце сплава Гейслера Ni–Mn–Ga–Cu / А.В. Маширов, А. Иржак, А.В. Кошелев и др. // Физика твердого тела. – 2020. – Т. 62. – № 6. – С. 860-863. DOI: 10.21883/FTT.2020.06.49338.35M.
9. Dubenko, I. Magnetocaloric effect and multifunctional properties of Mn-based Heusler alloys / I. Dubenko, T. Samanta, A.K. Pathak et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2012. – V. 324. – I. 21. – P. 3530-3534. DOI:10.1016/j.jmmm.2012.02.082.
10. Калетина, Ю.В. Влияние термоциклической обработки на структуру и свойства сплавов на основе Ni-Mn-In / Ю.В. Калетина, Е.Д. Ефимова, Е.Г. Герасимов, А.Ю. Калетин // Журнал технической физики. – 2016. – Т. 86. – Вып. 12. – С. 155-158. DOI: 10.21883/jtf.2016.12.43931.1897.
11. Иванова, А.И. Влияние деформации на микроструктуру и магнитные свойства сплавов Гейслера / А.И. Иванова, И.И. Мусабиров, Е.М. Семенова и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – C. 132-140. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.132.
12. Kaletina, Y.V. Structure and properties of Ni47Mn42In11 alloy after severe plastic deformation / Y.V. Kaletina, E.D. Greshnova, A.Y. Kaletin, N.Y. Frolova, V.P. Pilyugin // Physics of Metals and Metallography. 2019. – V. 120. – I. 2. – P. 171-176. DOI: 10.1134/S0031918X19020078.
13. Wei, L. Introducing equiaxed grains and texture into Ni-Mn-Ga alloys by hot extrusion for superplasticity / L. Wei, Zhang X., Qiana M. et al. // Materials and Design. – 2016. – V. 112. – P. 339-344. DOI: 10.1016/j.matdes.2016.09.076.
14. Musabirov, I.I. The influence of forging and extrusion on the microstructure and martensitic transformation in Ni-Mn-Ga alloys / I.I. Musabirov, I.M. Safarov, R.M. Galeyev et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – V. 447. – Art. № 012024. – 4 p. DOI: 10.1088/1757-899X/447/1/012024 012024.
15. Карпенков, А.Ю. Влияние комбинированной деформационной обработки на магнитотепловые свойства сплавов Гейслера / А.Ю. Карпенков, П.А. Ракунов, И.И. Мусабиров, Г.Г. Дунаева // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – С. 149-158. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.149.
16. Бречко, Т.М. Мартенситная и магнитная доменная структура ферроиков семейств Ni− Mn− Ga и Co− Ni− Ga / Т.М. Бречко, Р.М. Гречишкин, С.Е. Ильяшенко, и др. // Физика твердого тела. – 2010. – Т. 52. – Вып. 1. – С. 97-99.