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博士学位论文公示材料 学生姓名 闫海乐 学号 1210126 二级学科 材料学 导师姓名 赵骧 论文题目 NiMnIn 基合金晶体结构、微观组织和马氏体相变晶体学研究 论文研究方向 形状记忆合金 论文关键词 NiMnIn ；磁致形状记忆合金；调制结构；变体组合；相变路径 论文摘要(中文) NiMnIn 基合金是一类新型多功能磁控功能材料，具有优异的磁致形状记忆、磁热和磁阻等效应。 迄今，研究者们对 NiMnIn 基合金的多功能磁控性能进行了大量研究。但是，到目前为止，关于该合金 很多基本信息仍不清楚，例如调制马氏体相精确的晶体结构信息、系统和全面的微观组织和马氏体相 变晶体学信息等。该情形极大地阻碍了人们对 NiMnIn 基合金多功能磁控性能的深入理解以及进一步的 性能优化研究。鉴于此，本论文利用中子衍射、同步辐射高能 X 射线衍射、电子背散射衍射、扫描电 子显微镜和高分辨率透射电子显微镜，结合 Rietveld 全谱拟合方法、超空间理论和马氏体相变晶体学理 论，对 NiMnIn 基合金晶体结构（第 3 章）、微观组织（第4 章）、马氏体相变晶体学（第 5 章）以及外 加机械载荷下马氏体变体重新排列/选择性产生的行为及其机制（第 6 章）进行了系统研究。主要结论 如下： 晶体结构解析结果表明Ni Mn – In （0  x  25 ）合金奥氏体相具有高度有序的立方L2 晶体结 50 50 x x 1 构，空间群为Fm3m ，富裕 Mn 原子趋向于平均分布而非聚集分布。Ni Mn – In 合金非调制马氏体相 50 50 x x 具有四方 L10 晶体结构，空间群为 P4/mmm 。Ni50Mn36In14 合金调制马氏体相具有单斜非公度 6M 调制 晶体结构，空间群为 I2/m(α0γ)00，该非公度晶体结构可以用包含三个平均晶体结构晶胞沿 c 轴方向排 列的超结构模型进行近似描述。 微观组织表征结果表明 NiMnIn 基合金 6M 调制马氏体呈板条状且自发以变体团的形式存在，每 个变体团内部包含 4 种互为孪晶的马氏体变体（A 、B 、C 和 D ），并且这4 种马氏体变体之间存在 3 种 孪生关系，即 I 型（A: C 和 B: D ）、II 型（A: B 和 C: D ）和复合（A: D 和 B: C ）孪生关系。I 型和 II 型 孪生关系具有相同的孪生剪切量（0.2392 ），其数值比复合孪生关系的孪生剪切量（0.0277 ）高一个数量 级。变体团内部不同马氏体变体的界面与其对应孪生关系的孪生晶面 K 1 相一致。在原子尺度 I 型孪晶 变体界面为平直共格界面，II 型和复合孪晶变体界面为“台阶”状界面。相比于 II 型孪晶变体界面， 复合孪晶变体界面具有更高的“台阶”高度。 相变取向关系研究发现，对于具有 6M 调制马氏体相的 NiMnIn 基合金，Kurdjumov- Sachs （K-S ） 或 Pitsch 相变取向关系都可能存在。基于马氏体相变微观组织演变的应力和应变兼容性条件及界面能 与弹性应变能最小准则研究表明，具有 6M 调制马氏体相的 NiMnIn 基合金马氏体相变过程晶格畸变的 主要特征为{101} 〈 〉 A 晶面沿着 101 A 晶向的切变，即Pitsch 相变路径。马氏体变体团内部 4 种马氏体 变体（A 、B 、C 和 D ）来自于奥氏体相同一组Pitsch 相变路径晶面和晶向（{101} 〈 〉