Особенности нанодвойниковых структур в сплавах Гейслера Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25

Особенности нанодвойниковых структур в сплавах Гейслера Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25

Автор: Ерагер Ксения Романовна, Байгутлин Данил Расулович, Соколовский Владимир Владимирович, Бучельников Василий Дмитриевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика @vestnik-susu-mmph

Рубрика: Физика

Статья в выпуске: 2 т.15, 2023 года.

Бесплатный доступ

Представлены результаты расчетов фазовой стабильности и структурных свойств двойниковых структур сплавов Гейслера Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25. Рассмотрены структуры со случайным и периодичным расположением избыточных атомов Mn в подрешетке In. Показано, что композиции Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25 с периодами модуляции 2-5 и 3-3 соответственно являются стабильными относительно всех двойниковых структур. Распределение избыточных атомов Mn не влияет на структурные характеристики рассматриваемых концентраций. Нанодвойниковые структуры сплавов Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25 обладают схожими параметрами кристаллической решетки. С увеличением концентрации Mn наблюдается повышение стабильности исследуемых структур по отношению к распаду на составляющие стабильные компоненты.

Еще

Первопринципные вычисления, двойниковые структуры, фазовая стабильность, сплавы гейслера

Короткий адрес: https://sciup.org/147240889

IDR: 147240889   |   DOI: 10.14529/mmph230207

Список литературы Особенности нанодвойниковых структур в сплавах Гейслера Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25

  • Inverse Magnetocaloric Effect in Ferromagnetic Ni-Mn-Sn Alloys / T. Krenke, E. Duman, M. Acet et al. // Nat. Mater. - 2005. - Vol. 4. - 450 p.
  • Magnetic Order and Phase Transformation in Ni2MnGa / P.J. Webster, K.R.A. Ziebeck, S.L. Town, M.S. Peak // Philosophical Magazine B. - 1984. - Vol. 49, Iss. 3. - P. 295-310.
  • Magnetic and Martensitic Transformations of NiMnX(X=In,Sn,Sb) Ferromagnetic Shape Memory Alloys / Y. Sutou, Y. Imano, N. Koeda et al. // Appl. Phys. Lett. - 2004. - Vol. 85, Iss. 19. -P. 4358.
  • Martensitic Transitions and the Nature of Ferromagnetism in the Austenitic and Martensitic States of Ni-Mn-Sn Alloys / T. Krenke, M. Acet, E.F. Wassermann et al. // Phys. Rev. B. - 2005. -Vol. 72, Iss. 1. - p. 014412.
  • Ferromagnetism in the Austenitic and Martensitic States of Ni-Mn-In alloys / T. Krenke, M. Acet, E.F. Wassermann et al. // Phys. Rev. B. - 2006. - Vol. 73, Iss. 17. - P. 174413.
  • Magnetic superelasticity and inverse magnetocaloric effect in Ni-Mn-In / T. Krenke, E. Duman, M. Acet et al. // Phys. Rev. B. - 2007. - Vol. 75, Iss. 10. - P. 104414.
  • Magnetic-Field-Induced Shape Recovery by Reverse Phase Transformation / R. Kainuma, Y. Imano, W. Ito et al. // Nature. - 2006. - Vol. 439. - P. 957-960.
  • Inverse magnetocaloric effect in ferromagnetic Ni-Mn-Sn alloys / T. Krenke, E. Duman, M. Acet // Nat. Mater. - 2005. - Vol. 4. - 450 p. DOI: 10.1038/nmat1395
  • Cooling and heating by adiabatic magnetization in the Ni50Mn34Ini6 magnetic shape-memory alloy / X. Moya, L. Mañosa, A. Planes et al. // Phys. Rev. B. - 2007. - Vol. 75, Iss. 18. - P. 184412.
  • Giant magnetoresistance and large inverse magnetocaloric effect in Ni2MnL36Sna64 alloy / S. Chatterjee, S. Giri, S. Majumdar, S.K. De // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2009. - Vol. 42. - P.065001.
  • Exchange Bias Behavior in Ni-Mn-Sb Heusler Alloys / M. Khan, I. Dubenko, S. Stadler, N. Ali // Appl. Phys. Lett. - 2007. - Vol. 91, Iss. 7. - P. 072510.
  • Kinetic Arrest of Martensitic Transformation in the NiCoMnIn Metamagnetic Shape Memory Alloy / W. Ito, K. Ito, R.Y. Umetsu et al. // Appl. Phys. Lett. - 2008. - Vol. 92, Iss. 2. - P. 021908.
  • Sharma, V.K. Kinetic Arrest of the First Order Austenite to Martensite Phase Transition in Ni50Mn34Ini6: dc Magnetization Studies B / V.K. Sharma, M.K. Chattopadhyay, S. Roy // Phys. Rev.B. -2007. - Vol. 76, Iss. 14. - P. 140401(R).
  • Structures and Phase Transformations in the Mn-Ni System Near Equiatomic Concentration / E. Kren, E. Nagy, L. Pal, P. Szabo // J. Phys. Chem. Sol. - 1968. - Vol. 29. - P. 101-108.
  • Planes, A. Magnetocaloric effect and its relation to shape-memory properties in ferromagnetic Heusler alloys / A. Planes, L. Mañosa, M. Acet // J.Phys.: Condens Matter. - 2009. - Vol. 21, no. 23. -P. 233201.
  • Tailoring Magnetic and Magnetocaloric Properties of Martensitic Transitions in Ferromagnetic Heusler Alloys / S. Aksoy, T. Krenke, M. Acet et al. // Appl. Phys. Lett. - 2007. - Vol. 91, Iss. 24. -P. 241916.
  • A First-Principles Investigation of the Compositional Dependent Properties of Magnetic Shape Memory Heusler Alloys / M. Siewert, M.E. Gruner, A. Hucht et al. // Adv. Eng. Mater. - 2012. -Vol. 14, Iss. 8. - 530 p.
  • Interaction of Phase Transformation and Magnetic Properties of Heusler Alloys: A Density Functional Theory Study / P. Entel, M.E. Gruner, D. Comtesse, M. Wuttig // JOM. - 2013. - Vol. 65. -P. 1540.
  • Commensurate and incommensurate "5M" modulated crystal structures in Ni-Mn-Ga martensitic phases / L. Righi, F. Albertini, L. Pareti et al. // Acta Mater. - 2007. - Vol. 55, Iss. 15. - P. 5237.
  • Crystal structure of 7M modulated Ni-Mn-Ga martensitic phase / L. Righi, F. Albertini, E. Villa et al. // Acta Mater. - 2008. - Vol. 56, Iss. 16. - p. 4529.
  • Collective Modes and Structural Modulation in Ni-Mn-Ga(Co) Martensite Thin Films Probed by Femtosecond Spectroscopy and Scanning Tunneling Microscopy / M. Schubert, H. Schaefer, J. Mayer et al. // Phys. Rev. Lett. - 2015. - Vol. 115, Iss. 7. - P. 076402.
  • Ab initio Prediction of Martensitic and Intermartensitic Phase Boundaries in Ni-Mn-Ga / B. Dutta, A. Cakir, C. Giacobbe et al. // Phys. Rev. Lett. - 2016. - Vol. 116, Iss. 2. - P. 025503.
  • Adaptive Modulation in Ni2Mn1.4In0.6 Magnetic Shape Memory Heusler Alloy / P. Devi, S. Singh, B. Dutta et al. // Phys. Rev. B. - 2018. - Vol. 97, Iss. 22. - P. 224102. Особенности нанодвойниковых структур в сплавах Гейслера Ni2Mni,5lno,5 и Ni2Mni,75lno,25
  • Structure and Microstructure of Ni-Mn-Ga Single Crystal Exhibiting Magnetic Shape Memory Effect Analysed by High Resolution X-ray Diffraction / O. Heczko, P. Cejpek, J. Drahokoupil, V. Holy // Acta Mater. - 2016. - Vol. 115. - P. 250-258.
  • Lee, Y. Generalized susceptibility of the magnetic shape-memory alloy Ni2MnGa / Y. Lee, J.Y. Rhee, B.N. Harmon // Phys. Rev. B. - 2002. - Vol. 66, Iss. 5. - P. 054424.
  • Bungaro C., Rabe K.M., Dal Corso A. First-Principles Study of Lattice Instabilities in Ferromagnetic Ni2MnGa / C. Bungaro, K.M. Rabe, A. Dal Corso // Phys. Rev. B. - 2003. - Vol. 68, Iss. 13. -P.134104.
  • The Role of Adaptive Martensite in Magnetic Shape Memory Alloys / R. Niemann, U.K. Rößler, M.E. Gruner et al. // Adv. Eng. Mater. - 2012. - Vol. 14, Iss. 8. - P. 562-581.
  • Khachaturyan, A.G. Adaptive phase formation in martensitic transformation / A.G. Khachaturyan, S.M. Shapiro, S. Semenovskaya // Phys. Rev. B. - 1991. - Vol. 43, Iss. 13. -P.10832.
  • Modulated Martensite: Why it Forms and Why it Deforms Easily / S. Kaufmann, R. Niemann, T. Thersleff et al. // New J. of Phys. - 2011. - Vol. 13. - P. 053029.
  • Müllner, P. Deformation of Hierarchically Twinned Martensite / P. Müllner, A.H. King // Acta Mater. - 2010. - Vol. 58, Iss. 16. - P. 5242.
  • Adaptive Modulations of Martensites / S. Kaufmann, U.K. Rößler, O. Heczko et al. // Phys. Rev. Lett. - 2010. - Vol. 104, Iss. 14. - P. 145702.
  • Modulations in Martensitic Heusler Alloys Originate from Nanotwin Ordering / M.E. Gruner, R. Niemann, P. Entel et al. // Sci. rep. - 2018. - Vol. 8. - pp. 1-12.
  • Kresse, G. Efficient Iterative Schemes for ab initio Total-Energy Calculations using a Plane-Wave Basis Set / G. Kresse, J. Furthmüller // Phys. Rev. B. - 1996. - Vol. 54, Iss. 16. - P. 11169.
  • Kresse, G. From Ultrasoft Pseudopotentials to the Projector Augmented-Wave Method / G. Kresse, D. Joubert // Phys. Rev. B. - 1999. - Vol. 59. - P. 1758.
  • Perdew, J.P. Generalized Gradient Approximation Made Simple / J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof // Phys. Rev. B. - 1996. - Vol. 77, Iss. 18. - P. 3865.
  • van de Walle, A. The Alloy-Theoretic Automated Toolkit: A User Guide / A. van de Walle, M. Asta, G. Ceder // Brown University, Providence, RI, Tech. Rep. - 2019. https://www.brown.edu/Departments/Engineering/Labs/avdw/atat/manual.pdf
  • Commentary: The Materials Project: A Materials Genome Approach to Accelerating Materials Innovation / A. Jain, S P. Ong, G. Hautier et al. // APLMater. 2013. - Vol. 1, Iss. 1. - P. 011002.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp