磁性形狀記憶合金是近十多年發(fā)展起來的一類新型形狀記憶合金。這類合金同時具有熱彈性馬氏體相變和鐵磁性轉(zhuǎn)變，所以其形狀記憶效應(yīng)可以由磁場控制。傳統(tǒng)的溫控形狀記憶合金應(yīng)變大但響應(yīng)慢，現(xiàn)有的巨磁致伸縮、壓電材料雖然響應(yīng)快，但應(yīng)變小。相比之下，磁性形狀記憶合金兼具應(yīng)變大、響應(yīng)快的綜合優(yōu)點。此外，還具有磁熱、磁阻等豐富的物理效應(yīng)，因而被廣泛認(rèn)為是下一代智能材料的首選，有望在航空航天、機(jī)械電子、能源環(huán)境、信息存儲、生物醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到重要應(yīng)用。磁性形狀記憶合金具有以下三個重要特性。

　　一、豐富的磁-結(jié)構(gòu)相變特征—馬氏體相變與磁性轉(zhuǎn)變

　　磁性形狀記憶合金的馬氏體相變不僅具有與傳統(tǒng)形狀記憶合金相似的熱、應(yīng)變、電阻等效應(yīng)，而且還伴隨有磁性強(qiáng)弱的變化，甚至磁性類型的演變。這使磁性形狀記憶合金呈現(xiàn)出豐富的磁-結(jié)構(gòu)相變特征。如鐵磁馬氏體-順磁奧氏體。即馬氏體相變時結(jié)構(gòu)與磁性轉(zhuǎn)變共同發(fā)生，由此可以實現(xiàn)磁場誘發(fā)馬氏體相變，并獲得磁熱、磁應(yīng)變等多種物理特性。在Ni-Mn-Ga、Ni-Fe-Ga，F(xiàn)e-Mn-Ga等合金系中均發(fā)現(xiàn)了這種情況。另外，也可以發(fā)生鐵磁馬氏體-順磁馬氏體-鐵磁奧氏體-順磁奧氏體的相變方式，由此可以獲得磁場誘發(fā)奧氏體相變及其伴隨的磁控形狀記憶效應(yīng)、巨磁阻、大磁熱等豐富的物理效應(yīng)，在Ni-(Co)-Mn-In、Ni-(Co)-Mn-X(X=Sn，Sb，Ga，Al)，Ni-Cu-Mn-Ga，Ni-Fe-Mn-Ga等合金系中均發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。

　　二、磁場誘發(fā)孿晶再取向

　　磁場誘發(fā)孿晶再取向現(xiàn)象最早發(fā)現(xiàn)時磁致應(yīng)變只有0.2%，但這已與巨磁致伸縮材料和壓電材料的最大應(yīng)變值相當(dāng)，因而立刻引起廣泛的關(guān)注。目前人們已經(jīng)在磁性形狀記憶合金中獲得了6%和9.5%的超大磁致應(yīng)變。磁性形狀記憶合金的馬氏體相具有強(qiáng)磁晶各向異性，易磁化方向嚴(yán)格平行于馬氏體晶格的某一個晶向軸或晶面。當(dāng)施加外磁場時，為降低磁晶各向異性能，孿晶界將以切變方式使擇優(yōu)變體的體積分?jǐn)?shù)不斷增加，從而實現(xiàn)孿晶再取向。目前人們已經(jīng)獲得了體心四方馬氏體6%和體心正交馬氏體9.5%的超大磁致應(yīng)變。最近我國學(xué)者蔣成保等報道了體心四方無調(diào)制馬氏體單變體15%的超大應(yīng)力誘發(fā)孿晶再取向應(yīng)變。

　　三、磁場誘發(fā)相變

　　與磁場誘發(fā)孿晶再取向受磁晶各向異性的限制不同，磁場誘發(fā)相變與晶體學(xué)取向無關(guān)，這使得可以在多晶體中通過磁場誘發(fā)相變的機(jī)制產(chǎn)生應(yīng)變效應(yīng)。磁場誘發(fā)相變的輸出力最高可超過100MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磁場驅(qū)動孿晶再取向的輸出力。這一優(yōu)勢使磁性形狀記憶合金用作驅(qū)動元件的希望大大提高。此外，人們通過磁場誘發(fā)相變還觀察到了大磁熱效應(yīng)和巨磁阻效應(yīng)，因而，磁性形狀記憶合金有希望作為一種多功能材料在磁制冷、信息存儲等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。