Single-phase Mn50Ni40In10−xCux (x = 0, 1, 2, 4, 6, 8, and 10) Heusler alloys were synthesized by melt-spinning method. Martensitic transformation is retained within the whole composition range studied. The substitution of Cu for In leads to a drastic increase in the martensitic transformation temperature TM from below room temperature to above 750 K, and enhances the antiferromagnetic character of the martensite. The increase in TM is related to the increasing electron concentration e/a and decreasing cell volume V with Cu doping. The energy difference between martensite and austenite also increases with Cu doping, which tends to elevate the TM. Cu doping can enhance the metallic bonding character in NiMn-based magnetic shape memory alloys (MSMAs) and is a grain refining strategy of their ribbons. The oriented columnar grains in In-rich samples change to fine equiaxial grains in Cu-rich samples. All this has a positive effect on the strength and ductility. The tensile strength of the Mn50Ni40Cu10 ribbon is 3.6 times higher than that of Mn50Ni40In6Cu4. So, Mn–Ni–Cu can be a promising all-d-metal Heusler alloy platform for developing MSMAs with interesting properties.

1.
R.
Yin
,
F.
Wendler
,
B.
Krevet
, and
M.
Kohl
,
Sens. Actuator, A
246
,
48
57
(
2016
).
2.
H. C.
Xuan
,
Q. Q.
Cao
,
C. L.
Zhang
,
S. C.
Ma
,
S. Y.
Chen
,
D. H.
Wang
, and
Y. W.
Du
,
Appl. Phys. Lett.
96
(
20
),
202502
(
2010
).
3.
R. Y.
Umetsu
,
X.
Xu
, and
R.
Kainuma
,
Scr. Mater.
116
,
1
6
(
2016
).
4.
K.
Ullakko
,
J. K.
Huang
,
C.
Kantner
,
R. C.
O'Handley
, and
V. V.
Kokorin
,
Appl. Phys. Lett.
69
(
13
),
1966
1968
(
1996
).
5.
Y.
Sutou
,
Y.
Imano
,
N.
Koeda
,
T.
Omori
,
R.
Kainuma
,
K.
Ishida
, and
K.
Oikawa
,
Appl. Phys. Lett.
85
(
19
),
4358
4360
(
2004
).
6.
A.
Gràcia-Condal
,
T.
Gottschall
,
L.
Pfeuffer
,
O.
Gutfleisch
,
A.
Planes
, and
L.
Mañosa
,
Appl. Phys. Rev.
7
(
4
),
041406
(
2020
).
7.
J. F.
Gómez-Cortés
,
P.
Czaja
,
M. L.
,
M. J.
Szczerba
, and
J. M.
San Juan
,
Mater. Sci. Eng., A
881
,
145339
(
2023
).
8.
T.
Bachaga
,
J.
Zhang
,
M.
Khitouni
, and
J. J.
Sunol
,
Int. J. Adv. Manuf. Technol.
103
(
5
),
2761
2772
(
2019
).
9.
X.
Wang
,
M. M.
Li
,
J.
Li
,
J. J.
Deng
,
Y.
Wang
,
L.
Ma
,
D. W.
Zhao
,
C. M.
Zhen
,
D. L.
Hou
,
E. K.
Liu
,
W. H.
Wang
, and
G. H.
Wu
,
Intermetallics
132
,
107170
(
2021
).
10.
V. V.
Sokolovskiy
,
V. D.
Buchelnikov
,
M. A.
Zagrebin
,
P.
Entel
,
S.
Sahoo
, and
M.
Ogura
,
Phys. Rev. B
86
(
13
),
134418
(
2012
).
11.
R.
Kainuma
,
Y.
Imano
,
W.
Ito
,
Y.
Sutou
,
H.
Morito
,
S.
Okamoto
,
O.
Kitakami
,
K.
Oikawa
,
A.
Fujita
,
T.
Kanomata
, and
K.
Ishida
,
Nature
439
(
7079
),
957
960
(
2006
).
12.
Y.
Aydogdu
,
A. S.
Turabi
,
A.
Aydogdu
,
M.
Kok
,
Z. D.
Yakinci
, and
H. E.
Karaca
,
J. Therm. Anal. Calorim.
126
(
2
),
399
406
(
2016
).
13.
G. J.
Li
,
E. K.
Liu
,
W. H.
Wang
, and
G. H.
Wu
,
Phys. Rev. B
107
(
13
),
134440
(
2023
).
14.
Z. Y.
Wei
,
E. K.
Liu
,
J. H.
Chen
,
Y.
Li
,
G. D.
Liu
,
H. Z.
Luo
,
X. K.
Xi
,
H. W.
Zhang
,
W. H.
Wang
, and
G. H.
Wu
,
Appl. Phys. Lett.
107
(
2
),
022406
(
2015
).
15.
Z. Y.
Wei
,
E. K.
Liu
,
Y.
Li
,
X. L.
Han
,
Z. W.
Du
,
H. Z.
Luo
,
G. D.
Liu
,
X. K.
Xi
,
H. W.
Zhang
,
W. H.
Wang
, and
G. H.
Wu
,
Appl. Phys. Lett.
109
(
7
),
071904
(
2016
).
16.
Z. Q.
Guan
,
J.
Bai
,
Y.
Zhang
,
S. D.
Sun
,
J. L.
Gu
,
X. Z.
Liang
,
Y. D.
Zhang
,
C.
Esling
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
J. Alloys Compd.
930
,
167477
(
2023
).
17.
S.
Samanta
,
S.
Ghosh
,
S.
Chatterjee
, and
K.
Mandal
,
J. Alloys Compd.
910
,
164929
(
2022
).
18.
F. Q.
Zhang
,
I.
Batashev
,
N.
van Dijk
, and
E.
Brück
,
Phys. Rev. Appl.
17
(
5
),
054032
(
2022
).
19.
Y.
Shen
,
Z. Y.
Wei
,
W.
Sun
,
Y. f
Zhang
,
E. k
Liu
, and
J.
Liu
,
Acta Mater.
188
,
677
685
(
2020
).
20.
A.
Aznar
,
A.
Gràcia-Condal
,
A.
Planes
,
P.
Lloveras
,
M.
Barrio
,
J.-L.
Tamarit
,
W.
Xiong
,
D.
Cong
,
C.
Popescu
, and
L.
Mañosa
,
Phys. Rev. Mater.
3
(
4
),
044406
(
2019
).
21.
G. J.
Li
,
L.
Xu
, and
Z. H.
Cao
,
J. Mater. Chem. C
11
(
18
),
6173
6182
(
2023
).
22.
A.
Wederni
,
M.
Ipatov
,
E.
Pineda
,
J.-J.
Suñol
,
L.
Escoda
,
J. M.
González
,
S.
Alleg
,
M.
Khitouni
,
R.
Żuberek
,
O.
Chumak
,
A.
Nabiałek
, and
A.
Lynnyk
,
Appl. Phys. A
126
(
5
),
320
(
2020
).
23.
J.-P.
Camarillo
,
E.
Stern-Taulats
,
L.
Mañosa
,
H.
Flores-Zúñiga
,
D.
Ríos-Jara
, and
A.
Planes
,
J. Phys. D
49
(
12
),
125006
(
2016
).
24.
A.
Brzoza
,
A.
Wierzbicka-Miernik
,
T.
Czeppe
,
E.
Cesari
, and
M. J.
Szczerba
,
Intermetallics
109
,
157
161
(
2019
).
25.
J. Q.
Li
,
S. W.
Bai
,
H. Y.
Liu
,
H. Z.
Luo
, and
F. B.
Meng
,
Appl. Phys. Lett.
123
(
17
),
172403
(
2023
).
26.
J. L.
Sánchez Llamazares
,
T.
Sanchez
,
J. D.
Santos
,
M. J.
Pérez
,
M. L.
Sanchez
,
B.
Hernando
,
L.
Escoda
,
J. J.
Suñol
, and
R.
Varga
,
Appl. Phys. Lett.
92
(
1
),
012513
(
2008
).
27.
T.
Bachagha
,
W.
Ren
,
J. J.
Sunol
, and
C.
Jing
,
J. Therm. Anal. Calorim.
147
,
2147
2154
(
2022
).
28.
J.
Ren
,
H. W.
Li
,
S. T.
Feng
,
Q.
Zhai
,
J.
Fu
,
Z.
Luo
, and
H.
Zheng
,
Intermetallics
65
,
10
14
(
2015
).
29.
C. B.
Jiang
,
G.
Feng
,
S. K.
Gong
, and
H. B.
Xu
,
Mater. Sci. Eng., A
342
(
1
),
231
235
(
2003
).
30.
V. A.
Chernenko
,
Scr. Mater.
40
(
5
),
523
527
(
1999
).
31.
F. B.
Meng
,
H. Y.
Hao
,
X. T.
Liu
, and
H.
Luo
,
J. Phys. Chem. Solids
123
,
19
24
(
2018
).
32.
S. R.
Barman
,
A.
Chakrabarti
,
S.
Singh
,
S.
Banik
,
S.
Bhardwaj
,
P. L.
Paulose
,
B. A.
Chalke
,
A. K.
Panda
,
A.
Mitra
, and
A. M.
Awasthi
,
Phys. Rev. B
78
(
13
),
134406
(
2008
).
33.
S.
Paul
and
S.
Ghosh
,
J. Appl. Phys.
110
(
6
),
063523
(
2011
).
34.
M.
Siewert
,
M. E.
Gruner
,
A.
Hucht
,
H. C.
Herper
,
A.
Dannenberg
,
A.
Chakrabarti
,
N.
Singh
,
R.
Arróyave
, and
P.
Entel
,
Adv. Eng. Mater.
14
(
8
),
530
546
(
2012
).
35.
C. Y.
Zhang
,
L.
Porcar
,
S.
Miraglia
,
P.
Donnadieu
,
M.
Braccini
,
R.
Haettel
, and
M.
Verdier
,
J. Alloys Compd.
905
,
164139
(
2022
).
36.
L. S.
Wei
,
X. X.
Zhang
,
M. F.
Qian
,
X. P.
Cui
,
L.
Geng
,
J. F.
Sun
,
L. V.
Panina
, and
H. X.
Peng
,
Mater. Des.
112
,
339
344
(
2016
).
37.
D. L.
Brown
,
K. S.
Jones
, and
S. R.
Phillpot
,
J. Appl. Phys.
129
(
8
),
085104
(
2021
).
38.
Y. Y.
Li
,
Y. J.
Zhang
,
G. J.
Li
, and
Z. H.
Liu
,
Intermetallics
166
,
108173
(
2024
).
You do not currently have access to this content.