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Ni基磁性形状记忆合金的热效应研究的任务书
任务书
课题名称：Ni基磁性形状记忆合金的热效应研究
一、研究背景
磁性形状记忆合金（magneticshapememoryalloys，MSMAs）是一种具有独特性能的智能材料，具有形状记忆效应和磁记忆效应两种记忆效应，具有优异的传感、执行和控制功能，广泛应用于微机电系统、智能机器人、航空航天等领域。其中，Ni基磁性形状记忆合金是最具代表性和应用前景的一类MSMAs。
热效应是影响磁性形状记忆合金性能的主要因素之一，它由晶格参数的变化引起。随着温度的升高，晶格参数变大，导致晶格发生畸变，从而影响记忆效应和磁性能。因此，研究Ni基磁性形状记忆合金的热效应对于解决其应用中的稳定性和可靠性问题至关重要。
二、研究目的
本课题旨在研究Ni基磁性形状记忆合金的热效应，探究其结构、相变和磁性能之间的关系，为提高其应用性能和推动其应用发展提供重要的理论和实验基础。
三、研究内容和任务
1.分析Ni基磁性形状记忆合金的结构和相变特征，确定其晶格参数和磁性能。
2.制备Ni基磁性形状记忆合金试件，并进行热处理和磁处理。
3.测定Ni基磁性形状记忆合金的热膨胀系数和热导率等热物理性质，并建立其热力学模型。
4.研究Ni基磁性形状记忆合金在温度变化下的形状记忆效应和磁性能，并分析其变化规律。
5.探究Ni基磁性形状记忆合金在高温下的热稳定性和应力松驰行为。
6.分析Ni基磁性形状记忆合金在工作状态下的温度分布和应力分布情况，为Ni基磁性形状记忆合金在实际应用中提供参考。
四、研究方法和技术路线
1.采用X射线衍射仪、差热分析仪、热重分析仪、电子显微镜等分析技术，研究Ni基磁性形状记忆合金的结构和相变特征。
2.采用真空电弧熔炼、真空热处理和磁场处理等制备技术，制备Ni基磁性形状记忆合金试件。
3.采用热膨胀仪、热导率仪等测定技术，测定Ni基磁性形状记忆合金的热物理性质，并建立其热力学模型。
4.采用形状记忆压力试验机、磁性测试仪等测试技术，研究Ni基磁性形状记忆合金的形状记忆效应和磁性能。
5.采用高温恒定应力试验机等测试技术，探究Ni基磁性形状记忆合金在高温下的热稳定性和应力松驰行为。
6.采用有限元分析软件，分析Ni基磁性形状记忆合金在工作状态下的温度分布和应力分布情况。
研究时间：2021年1月至2023年12月
五、预期成果
通过对Ni基磁性形状记忆合金的热效应进行研究，预期可以获得以下成果：
1.确定Ni基磁性形状记忆合金的结构、相变和磁性能，揭示其物理本质和应用特性。
2.探究Ni基磁性形状记忆合金的形状记忆效应和磁性能在温度变化下的变化规律，为其在实际应用中提供参考。
3.研究Ni基磁性形状记忆合金在高温下的热稳定性和应力松驰行为，为其应用中的稳定性和可靠性提供支持。
4.建立Ni基磁性形状记忆合金的热力学模型，为其在工程领域的应用提供理论基础。
5.发表高水平学术论文和专利申请，提高学校和研究团队的学术影响力和社会声誉。
六、经费预算
本课题的经费包括人员经费、实验耗材费、设备购置费等。其中，人员经费预计占总经费的60%左右，实验耗材费和设备购置费约占总经费的40%左右。
七、参考文献
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5.Moolchandani,K.P.,&Lagoudas,D.C.(2008).Thermo-mechanicalconstitutivemodelingofmagneticshapememoryalloys.InternationalJournalofPlasticity,24(10),1826-1868.