پديد آورنده :
نوروزي ايناللو، ميثم
عنوان :
اثر آلايش تنگستن (W) بر ويژگي هاي ساختاري، مغناطيسي، الكتريكي و مغناطوگرمايي آلياژ حافظه پذير فرومغناطيس Ni-Mn-Sn
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، ۱۱۸ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
پرويز كاملي
استاد مشاور :
اسماعيل عبدالحسيني سارسري
توصيفگر ها :
آلياژهاي حافظه پذير فرومغناطيس , گذار ساختاري (گذار مارتنزيتي) , اسپين شيشه , باياس تبادلي , اثر مغناطوگرمايي
استاد داور :
مهدي رنجبر، حسين احمدوند
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/11/24
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1397/11/27
چكيده فارسي :
چکیده اخیرا مواد مغناطوگرمایی با گذار فاز مرتبه اول گذار ساختاری به دلیل تغییر آنتروپی بزرگ مورد توجه قرار گرفتهاند بهویژژه در چنژد سال اخیر تالشهای زیادی برای فهم رابطهی بین ترکیب ساختار و ویژگیهای مغناطوگرمایی بژرای بهبژود اثژر مغناطوگرمژایی در حژال انجام است این آلیاژها به دلیل مقرون بهصرفه بودنشان میتوانند جایگزین مناسبی برای ترکیبژات گژادولونیم باشژند کژه در یخچژالهژای مغناطیسی استفاده میشوند با این هدف در این پژوهش با آالیش تنگستن ویژگیهای ساختاری مغناطیسی الکتریکی و مغناطوگرمژایی در آلیاژ 31 Ni47Mn40Sn مورد بررسی قرار گرفت برای ساخت این آلیاژها از روش آلیاژسازی مکانیکی به دلیل ساده و کمهزینه بژودن استفاده شد ابتدا 10 گرم پودر از عناصر اولیه با اسژتوکیومتری مورد نظر به مدت 13 ساعت در اتمسفر آرگون توسژط آسژیاب سژیارهای آسژیاب شد در ادامه نمونهها بهصورت حجمی در آورده شژد سپس نمونهها در لولههایی از جنس کوارتز تحت خأل به مدت 60 ساعت در دمای 0993 K بازپخت شدند تحلیل ساختاری نمونهی بدون آالیش ساختار آستنیتی 12 L را نشان داد اما با افزایش آالیژش تنگسژتن در جایگاه نیکل منگنز و قلع نمونهها از حالت تک فازی خارجشده و دیگر فازهای ساختاری در الگوی پراش پرتو ایکس مشاهده شژد پذیرفتاری مغناطیسی ac برای تمامی نمونهها گذار ساختاری را نشان میدهد با آالیش تنگستن در جایگاه قلع دمای گذار ساختاری بژه طور منظم افزایش یافت که این روند تغییرات دمای گذار ساختاری با افزایش مقدار e a و کاهش پارامتر شبکه در ارتباط اسژت بررسژی رفتار دینامیکی نمونهها نشان داد که نمونهها دارای رفتار شیشه اسپینی اند سژپس اثژر بایژاس تبژادلی نمونژههژای 0 W1Ni W و W1Sn مورد بررسی قرار گرفت در این پژوهش با اندازهگیری بایاس تبادلی از نمونهها مشاهده شد که نمونهها در دمای پایینتر از دمژای قفژل شدگی به دلیل ناهمگنی ساختار مغناطیسی از خود اثر بایاس تبادلی نشان میدهند در ادامه اثر مغناطوگرمایی نمونههژای 0 W1Ni W و W1Sn به دو روش مستقیم و غیرمستقیم مورد بررسی قرار گرفت با آالیش تنگستن در جایگاه نیکل و قلع اثر مغناطوگرمژایی مطژابب بژا نتایج حاصل از تغییرات آنتروپی مغناطیسی از مقدار 1 9 82 j kg 1K برای نمونژه 0 W بژه مقژادیر 1 06 29 j kg 1K و 31 30 بژه ترتیژب برای نمونههای W1Ni و W1Sn افزایش یافته است همچنین بررسی اثر مغناطوگرمایی به روش مسژتقیم بژا اسژتفاده از منحنژی تغییژرات دمای بیدررو در حوالی گذار ساختاری برای نمونههای 0 W1Ni W و W1Sn نشان داد که تغییرات دمای بیدرروی نمونهها به ترتیب از مقدار 1 2 K به مقادیر 9 9 K و 0 0 بهبود یافته اسژت مطژابب بژا نتژایج نمونژهی W1Ni بژه دلیژل تفژاوت مغنژاطش اشژباع بیشژتر فژاز مارتنزیت و فاز آستنیت تغییرات آنتروپی و تغییرات دمای بیدرروی قابلمالحظهای را در محدودهی گذار ساختاری نشان داد با بررسی و مقایسهی نتایج میتوان روش مناسبی برای مطالعه اثر مغناطوگرمایی معرفی کرد به دلیل اینکه که تغییرات دمای بیدررو را میتژوان از دو روش مستقیم و غیرمستقیم برآورد کرد نتایج ما نشان می دهند که روش مستقیم با روش غیرمستقیم با تقریب خوبی همگرا شده است و با توجه به اینکه روش مستقیم در آزمایشگاههای تحقیقاتی معمول در دسترس نیست بنابراین میتژوان از انژدازهگیژری غیرمسژتقیم اثژر مغناطوگرمایی به کمک دادههای M T استفاده کرد و اثر مغناطوگرمایی را مورد بررسی و ارزیابی قرار داد کلمات کلیدی 0 آلیاژهای حافظهپذیر فرومغناطیس 9 گذار ساختاری گذار مارتنزیتی 3 اسپینشیشه 4 بایاس تبادلی 5 اثر مغناطوگرمایی
چكيده انگليسي :
002 Effect of tungsten W doping on structural magnetic electrical and magnetocaloric properties of Ni Mn Sn ferromagnetic shape memory alloys Meysam Norouzi Inallu Date of Submission 2019 01 19 Department of Physic Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor parviz kameliAbstract In this thesis after a survey on shape memory exchange bais and magnatocaloric effect W doping onstructural magnetic electrical and magnetocaloric properties of Ni Mn Sn ferromagnetic shape memoryalliys are studied The samples was prepared by mechanical allying High purity of elements all with purity 99 5 were ball milled under an argon atmosphere The ball to powder weight ratio was 10 1 and ball milling was carried out over several cycles of 1 h and 5 min rest stages up to 30 h Then samples werecompacted and encapsulated in quartz tubes under high vacuum and heat treated at 1223 K for 16 h thesamples were got rapidly quenching in cold water Phase identification was carried out using an X raydiffraction system XRD with Cu K radiation at room temperature The XRD pattern of the samplesindicate that the Ni47Mn40Sn13 is single phase and it has L21 structure But with creating and increasing ofthe amount of W substitiution in Ni Mn and Sn site samples will go out of single phase Thermals behaviorwere determined from differential scanning calorimetric during heating and cooling to investigate themartensite phase transition Magnetic susceptibility of all the samples indicates a magnetic transition in thevicinity of astenite Curie temperature and martansite transition MT in the vicinity of MT temperature Also the dynamic critical exponent model confirmed the cluster spin glass behavior below the MTtemperature The magnetization measurement was conducted using a SQUID magnetometer up to 5 T Thesplitting of the ZFC and FC M T curves can be explained by the coexistence of ferromagnetic andantiferromagnetic interactions in the W0 W1Ni and W1Sn samples Since below Neel tempreture the EBeffect appears this transition is named as the conventional exchange bias temperature T EB In additionmagnetocaloric effect MCE of samples were investigated by M T measurements Direct measurements ofthe adiabatic temperature change Tad have been done using home built instrument under the magneticfield of 1 96 T The correct estimation of inverse MCE in materials experiencing MT is important fordevelopment of magnetocaloric refrigerators to be used in magnetic cooling technology In this work wecompare direct and indirect measurements of value samples in the vicinity of MT Calculated and observed Tad values are found to be in a good agreement In the direct measurements the maximum absolute valuesof the magnetic field induced temperature change of T ad 2 2 K at 1 96 T was obtained for W1Ni sample This value of Tad is in the range of the highest ones observed in Ni Mn Sn Heusler alloys below 2T Correct estimation of the inverse MCE in materials experiencing an uninterrupted MT is demonstrated inthe present work which is important for the further progress in magnetocaloric cooling In the end there is asummary of thesis and suggestions for further studies Keywords Ferromagnetic shape memory alloys martensitic transformation exchange biaseffect Spin glass and magnetocaloric effect
استاد راهنما :
پرويز كاملي
استاد مشاور :
اسماعيل عبدالحسيني سارسري
استاد داور :
مهدي رنجبر، حسين احمدوند
