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ucturewhentheCucontentisnotlessthan50%.ThediffusionofCuwhenanodeandelectrolyteweresinteredwerestudiedbylinescanningandenergyspectrum.Wediscoveriedthatthetemperaturecann'tbeabove1130℃whenanodewassintered,ifthesintertemperaturewashigherthan1130℃,copperwillacutelydiffuseintoelectrolyte.

TheperformanceoftheCu-CeO2-basedanodessolidoxidefuelcellwastestedwithH2.ThediffusionofCuincellsat700℃wasstudiedbylinescanningandenergyspectrum.Theresultsindicatethatcoppercandiffuseintoelectrolyteatthistemperature,butthevelocityofdiffusionisveryslow,anditsdiffusionisintercrystalinediffusing.Thegrowthofcoppergrainwasresearchedbyscanningelectronmicroscopy(SEM).Wefindedthatthetrendofthecoppergraingrowthisveryslowatwhenthetemperaturerangefrom650℃to850℃.TheV-I,P-I,thea.cimpedancespectroscopyofcellswastestedbytheSolartron1287APotentiostatandtheSolartron1260AImpedance/Gain-phaseAnalyzer.Theresutsshowthatwhencoppercontentis50%thefuelcellhashighouputpowerandlowpolarization,andwefindedthatCeO2hasahighcatalyticactivityforelectrochemicalreactionofanode.

Keywords:Lowtemperaturebustionsynthesis,conductivity,diffuse,fuelcell,polarization

论文题目:磁性形状记忆合金Ni-Mn-Ga的相变研究

StudyofPhaseTransformationInNi-Mn-GaMagic

ShapeMemoryAlloys

研究生姓名:王志成

导师姓名:赵增祺教授

专业:材料加工工程

摘要:

Ni-Mn-Ga合金是Heusler合金中唯一兼有铁磁性和形状记忆效应的材料.通常的形状记忆合金是非铁磁性的,其形状和尺寸的变化受控于温度和应力.Ni-Mn-Ga合金的形状记忆效应除了受温度,应力的影响外,还可以通过磁场来控制.利用磁场改变马氏体的取向,可以产生大的磁感生应变.这一性能特点决定了这种材料在传感和驱动元件中发挥突出的作用,所以受到人们的普遍关注.然而,该材料相变行为复杂,磁感生应变不稳定,力学性能和加工性能差以及居里温度偏低等原因使其应用受到限制.本文针对Ni-Mn-Ga合金存在的实际问题,从多晶材料入手,研究了稀土在材料改性方面的作用,同时探讨了磁感生应变,Tb提高合金力学性能的机制.重点研究了以下几个方面:

系统的研究了Ni50Mn29Ga21Tbx(x<,1)合金的晶体结构.实验结果表明,室温下,Ni50Mn29Ga21Tbx(x<,1)合金的晶体结构属于非调制型马氏体,稀土元素Tb的加入并没有改变Ni50Mn29Ga21的结构类型.

研究了Ni50Mn29Ga21Tbx(x<,1)合金的金相组织.实验结果表明,稀土元素Tb的加入明显的减小了合金的晶粒尺寸,同时Tb主要聚集在晶界上,在晶内有零星的分布.

研究了Ni50Mn29Ga21Tbx(x<,1)合金的相变特性.非化学计量的Ni50Mn29Ga21Tbx(x<,1)比化学计量Ni2MnGa有更高的马氏体相变温度.

研究了Ni50Mn29Ga21Tbx(x<,1)合金的力学性能.稀土元素Tb的加入可以显着的提高合金的力学性能,其原因有两方面:一方面,Tb的加入降低了对合金抗弯性能起有害作用的氧,硫等元素杂质,另一方面,Tb的加入起到了细化晶粒的作用.

研究了Ni50Mn29Ga21Tbx(x<,1)合金的磁学特性.稀土元素Tb的加入对合金的居里温度和饱和磁化强度基本没有影响.

研究了Ni50Mn29Ga21Tbx(x<,1)合金的磁感生应变性能.稀土元素Tb的加入最初可以使合金的磁感生应变性能提高,但是当x>,0.1后,合金的磁感生应变性能开始下降.

总之,稀土元素Tb的加入使得Ni2MnGa合金的马氏体相变温度和力学性能提高,同时基本保持其他的性能不变,展示了较好的应用前景.

关键词:Ni-Mn-Ga合金,稀土元素Tb,晶体结构,力学性能

ABSTRACT

Ni-Mn-GaalloyistheonlyonethatbothferromagicandshapememoryeffectamongHeusleralloyfamily.Inmostcasesshapememoryalloysarenonmagicandtheoptionstoinfluencetheirshapeanddimensionsarerestrictedtotemperatureandstress.InNi-Mn-Ga,however,thechangeintheshapeanddimensionscanbeinfluencedbyanexternalmagicfiledinadditiontotemperatureandstress.Thealloydemonstrateslargemagic-field-inducedstrains(MFIS)basedonreorientationofmartensitevariantsinmagicfield.Thischaracteristicwillmakethealloyacandidateofidealsmartdrivingmaterials.ThusNi-Mn-Gaalloyhasbeenreceivedmuchattention.However,alltheplexityofphasetransition,unstableMFIS,mechanicalpropertyandprocessability,andlowerCurietemperatureofthealloygreatlylimititsapplication.Inviewofthissituation,andconsideringpolycrystallinematerials,effectofrareearthonmodificationandphysicalessenceandmechanismofMFISandbendingstrengthhavebeenstudied.Themajorresearcheffortsasfollows:

硕士生学位文开题参考属性评定
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TherewasnoobviouseffectofrareearthmetalTbonNi50Mn29Ga21Tbx(x<,1)alloys'crystalstructures.TheadditionofTbdidnotchangethecrystalstructureofNi50Mn29Ga21andatroomtemperaturethecrystalstructurewasnon-modulatedtype.

TheadditionofTbcouldremarkablydecreasesizeofgrainsandmostofTbgatheredontheborderofgrains.Besidesthat,therewasalittlequantityofTbseparatedinthegrains.

Ni50Mn29Ga21Tbx(x<,1)havemuchhighermatensitephasetransformationtemperaturethanNi2MnGa.

TheadditionofTbhasnoeffectonCurietemperatureandmagization.

BendingstrengthofthealloysincreasedbecauseoftheadditionofTb.Thereweretworeasons:firstly,theadditionofTbremovedtheelementssuchasO,Swhichwereharmfultomechanicalproperty,Secondly,theadditionofTbfinedthegrains.

WiththeadditionofTb,MIFSincreasedatfirstandwhenx>,0.1itdecreased.

Inshort,theadditionofTbcouldremarkablyimprovepropertiesofmechanicandphasetransitionwhileotherp

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