【摘要】 磁性形状记忆合金(MSMA)通常由过渡金属和主族原子组成[1]。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，发展了一类过渡金属和类金属元素形成的Ti2基Heusler MSMA

磁性形状记忆合金(MSMA)通常由过渡金属和主族原子组成[1]。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，发展了一类过渡金属和类金属元素形成的Ti2基Heusler MSMA[2,3]。对于所研究的所有Ti2YZ(Y=Cr，Mn，Fe和Co；Z=B，Si，Ge，As，Sb和Te)Heusler合金，计算的奥氏体相的形成能表明，除Ti2CrTe外，所有合金都具有热力学稳定性。通过对奥马体总能差、态密度(DOS)和块体力学性能的综合分析，我们预测在本文研究的所有Ti2基合金中，有17种合金可能发生马氏体相变。立方结构的DOS分析表明，主要由钛原子与其邻近的Y、Z原子的强杂化形成的费米能级附近的实质性峰结构导致立方不稳定性。与典型的Ni2MnGa合金相比，大多数Ti2YZ合金具有更大的马氏体驱动力、更高的马氏体转变温度和更好的塑性。因此，我们的研究将对新型Ti2基磁记忆合金的开发和应用具有一定的启发作用。为了开发新的Ti2基MSMA，用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Ti2YZ(Y=Cr，Mn，Fe和Co；Z=B，Si，Ge，As，Sb和Te)合金的立方结构、马氏相变、磁性能、电子结构和体力学性能。在所研究的合金中，除Ti2CrTe外，所有其他合金的立方相形成能均为负，表明它们在热力学上是稳定的。我们观察到，类金属元素Z对热力学稳定性的有利作用顺序为：Si>Ge>As>Sb>B>Te。根据计算的奥氏体相和马氏体相的总能差，17种合金倾向于发生马氏体相变。对奥氏体相和马氏体相DOS的比较表明，奥氏体相的电子不稳定性是由于EF附近的大量峰结构所致，这种峰结构主要源于钛原子与其近邻Y原子和Z原子之间的强烈杂化。此外，计算的弹性常数表明，对于这些合金的奥氏体相，四方剪切模数C远小于零，机械地支持了它们的马氏体相变。与典型的Ni2MnGa合金相比，由于驱动力ΔE较大，大多数Ti2YZ合金具有更高的Tm。在所有Ti2YZ合金中，只有3个Ti2CrZ(Z=B，Si，Ge)是非磁性的，其他合金在奥氏体相和马氏体相中表现出Fm或FIM的磁性有序，除了Ti2CrAs从奥氏体相的无磁性转变为马氏体的FIM外。根据剪切/体积比、泊松比和柯西压力的分析，所有的Ti2YZ合金都是延性材料，并且大多数比Ni2MnGa具有更好的延展性。最后，我们的工作将为基于Ti2的MSMA的实验研究提供一个有益的起点。

 

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