马氏体相变赋予了形状记忆合金众多功能特性，在智能驱动与固态制冷等领域具有广阔的应用前景。针对NiMnX系列形状记忆合金，在取向相关的功能特性和相变特性等方面的研究取得了重要进展，为相变功能材料研制提供了理论指导。在《Acta Materialia》（6篇）等期刊发表论文86篇。
（1）解析马氏体变形行为，揭示变形新机制
解析了调制结构马氏体低施密特因子条件下的变形行为；拉伸条件下一个变体团内部四个孪晶相关的自协调7M变体没有发生去孪生，而是通过局部原子重排协同转变为另外四个具有不同孪晶关系的再取向变体；压缩变形则通过形成新的变形孪生以及发生中间马氏体相变的方式协调局部应变及宏观变形，给出了马氏体变形机制的全新认知。
图1 拉伸条件下NiMnGa四个7M马氏体变体（a-c孪晶）协同转变为另外四个再取向变体（b-c孪晶）
（2）提出相变晶体学分析方法，阐明相变晶体学机制
建立了基于相变取向关系构造变形矩阵的晶体学分析方法，以原子切变及晶格畸变为出发点确定了最优相转变路径，为相变晶体学研究提供了全新解决思路；确证了相变过程中引入应力场会显著改变马氏体的微观组织与晶体学特征，解析了7M马氏体在温度场与应力场耦合条件下形成“交叉孪晶”的物理机制，为基于外场训练的微观组织调控与性能优化提供了支撑。
（3）基于马氏体相变与织构协同调控，实现多晶合金高性能化
阐明了相变过程中磁性变化（铁磁→弱磁）削弱弹热效应的物理机制，通过应力诱发顺磁马氏体相变在<001>A强取向的Ni50Mn35In15合金中获得了近20 K的弹热效应绝热温变；提出利用连续多种热效应扩大制冷温区的观点，结合逆马氏体相变附近的反磁热效应、居里转变附近的磁热效应以及居里转变之上的弹热效应，制冷温区可达110 K；通过提高相变前后的晶胞体积变化以增大转变熵变及弹热效应，在<001>A强取向的Ni30Cu20Mn39.5Ga10.5合金中获得了高达−23.5 K的绝热温变，是已报道的该类材料绝热温变的2~3倍。
成果佐证材料 | |||||
序号 | 成果形式 | 成果名称 | 完成人 | 刊物、出版社或授权单位 | 年、卷、期、页或专利号 |
1 | 论文 | Deformation of Ni-Mn-Ga 7M modulated martensite through detwinning/twinning and forward/reverse intermartensitic transformation studied by in-situ neutron diffraction and interrupted in-situ EBSD | 李宗宾，杨波，赵骧，左良 | Acta Materialia | 174 (2019) 319-331 |
2 | 论文 | Crossing twin of Ni–Mn–Ga 7M martensite induced by thermo-mechanical treatment | 李宗宾，杨波，赵骧，左良 | Acta Materialia | 185 (2020) 28–37 |
3 | 论文 | Achieving a broad refrigeration temperature region through the combination of successive caloric effects in a multiferroic Ni50Mn35In15 alloy | 李宗宾，杨波，赵骧，左良 | Acta Materialia | 192 (2020) 52-59 |
4 | 论文 | Unconventional twin deformation of Ni-Mn-Ga 7M martensite under tension mediated by the collective lattice reorientation from a-c twin to b-c twin | 李宗宾，杨波，赵骧，左良 | Acta Materialia | 227 (2022) 117729 |
5 | 论文 | Determination of strain path during martensitic transformation in materials with two possible transformation orientation relationships from variant self-organization | 闫海乐，赵骧，左良 | Acta Materialia | 202 (2021) 112-123 |
6 | 论文 | Ab initio-based investigation of phase transition path and magnetism of Ni–Mn–In alloys with excess Ni or Mn | 白静，闫海乐，赵骧，左良 | Acta Materialia | 195 (2020) 109-122 |
7 | 论文 | Giant Elastocaloric Effect in Ni-Mn-Ga-Based Alloys Boosted by a Large Lattice Volume Change upon the Martensitic Transformation | 李宗宾，杨波，赵骧，左良 | ACS Appl. Mater. Interfaces | 14 (2022) 1505−1518 |
8 | 论文 | Observation of magnetic domain evolution in constrained epitaxial Ni–Mn–Ga thin films on MgO(0 0 1) substrate | 杨波，李宗宾，闫海乐，赵骧，左良 | Journal of Materials Science and Technology | 102 (2022) 56-65 |
9 | 论文 | Extraordinary mechanical properties and successive caloric effects with ultrahigh cyclic stability in directionally solidified Ni36.6Co12.8Mn34.7Ti15.9 alloy | 白静，赵骧，左良 | Applied Materials Today | 29 (2022) 101634 |
10 | 论文 | Impact of B alloying on ductility and phase transition in the Ni–Mn-based magnetic shape memory alloys: Insights from first-principles calculation | 闫海乐、杨波、李宗宾、赵骧、左良 | Journal of Materials Science and Technology | 74 (2021) 27-34 |