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博士生张建在Ti50Ni44.5Fe5.5合金中发现一种新型应力诱发应变玻璃态马氏体相变

来源:西安交大前沿科学技术研究院| 作者:admin| 发布时间:2011-07-12| 浏览:

  最近,本中心博士生张建及其合作者们在Ti50Ni44.5Fe5.5三元应变玻璃合金中发现了一种新型的应力场致应变玻璃态马氏体(R)相变。基于以上工作,题为"Stress-induced strain glass to martensite (R) transition in a Ti50Ni44.5Fe5.5 alloy"的论文已正式发表于Physical Review B [Phys. Rev. B, 83 (2011) 174204]。该论文被Physical Review B选为 "editor's suggestion"。  
  玻璃态是一种冻结的短程有序的亚稳态。其产生的机理是因为体系的高无措使得体系不能到达长程有序的稳定态。因此,玻璃态往往表现出各态遍历特性缺失的物理属性。这一物理特性使得玻璃态违背统计热力学的基本假设,从而对热力学统计理论提出了新的挑战。到目前为止,玻璃态已经在多种体系中被发现并广泛研究,如:铁电体系,磁性体系,超导体系以及生物大分子体系。近年来,本中心课题组在富Ni二元Ti-Ni形状记忆合金中发现了一种新型玻璃态--应变玻璃态。 电镜微观观察结果表明该玻璃态具有类R(菱方)的短程应变有序结构。然而,在外加应力场的作用下,短程类R有序的应变玻璃却转变为B19'(单斜)马氏体,而不是具有相同对称性的R相马氏体。这一问题一直没有得到很好的解答。
  为了解答这一迷思,博士生张建和他的合作者们系统地研究了Ti50Ni44.5Fe5.5三元应变玻璃合金体系。研究发现该体系中的应变玻璃态相变具有与Ti-Ni二元应变玻璃合金相变相同的玻璃态相变特性。此外,他们的研究也证明了该三元应变玻璃体系的应变玻璃态具有和Ti-Ni二元应变玻璃相同的局域类R应变有序。不同的是该三元应变玻璃合金在应力场作用下转变成正常R相,而不是Ti-Ni二元应变玻璃合金中的B19'。考虑到这两个体系的自由能形貌图都具有R和B19'马氏体相关的两个潜在热力学稳定态,他们提出了一个统一的唯像理论模型,并利用该模型很好地解释了Ti-Ni二元与Ti-Ni-Fe三元应变玻璃合金中的应力场致应变玻璃态马氏体相变所产生的马氏体不同这一现象。同时,他们也指出这两种应变玻璃合金在应力诱发长程化相变中所表现的不同是源于R相与B19'马氏体热力学稳定性的相互竞争。该研究结果为进一步理解其他铁性玻璃体系(如,弛豫铁电体)中场致长程化相变提供了新的思路。


 

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