Ni-Mn-Ga 马氏体中呈高度可移动 twin 边界的无谐质构调制

理解磁体形状记忆合金的晶体结构对于洞悉其独特特性（如 twin 边界的高可移动性和磁场功能性）至关重要。10-300 K 范围内的复杂中子衍射图样表明 Ni50.0Mn27.7Ga22.3 10M 马氏体中存在一种不可调和且同时呈无谐调制函数 (AMF) 的结构。通过我们对 AMF 中主导傅里叶分量的识别，实现了计算衍射图样与实验之间的比较。AMF 解释了当 300 K 处近可调和 AMF 降至不可调和时，为何会出现异常的低强度衍射峰。进一步分析表明，无法调和的调制与晶格之间的周期性差异导致额外纳米域的形成。将调制位移在纳米域内解释为基底 (110) 面的 (2-3)2 堆积序列，使我们能够理解这些纳米域正在形成 a/b 纳米 twin。与不可调和调制相互关联的纳米 twin 也解释了在冷却过程中从四方晶向正交晶对称性的转换。我们确认了一些特定的低温正交晶体结构，如 34O、24O、14O，这些结构在其单元胞中同时代表 a/b 纳米 twin。ab initio 计算确认了所有发现的纳米 twin 结构的稳定性及其能量的低且可比。基于纳米 twin 状态的稳定性以及文献比较，我们提出，标称为五层调制结构 5M 或 10M 的马氏体低温态是其中一种特定的 a/b 纳米 twin 配置，如 34O、24O、14O。确切的选择取决于合金成分，但 q = 3/7 对应的 14O 是极限，具有约 3.5 nm 的最小 twin 域大小。