[發明專利]NiMnGaSi合金粘結磁體及其制備方法

無效

• 申請號: 200910153351.5
• 申請日: 2009-10-15
• 公開（公告）號: CN101714451A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 蔡培陽;馮尚申;薛雙喜;周英;陳衛平
• 申請（專利權）人: 臺州學院
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/047;H01F1/08;B22F3/02
• 代理公司: 臺州市南方商標專利事務所 33225
• 代理人: 白炎

技術領域

本發明是一種鐵磁形狀記憶合金及其制備方法，特別是一種 NiMnGaSi合金粘結磁體及其制備方法。

背景技術

NiMnGa系鐵磁性形狀記憶合金，是近幾年來發現的一種新型智 能材料，它具有強鐵磁性、大磁致應變以及溫控和磁控形狀記憶效應 等特性，有望成為新一代驅動與傳感材料，應用前景十分廣闊。利用 磁場改變馬氏體變體的取向，可以產生大的磁致應變，如S.J.Murray 等于2000年得到6％的磁致應變，A.Sozinoy等于2002年得到9.5％ 的磁致應變。但這些大的磁致應變，一般都發生在NiMnGa單晶中。 由于單晶制備工藝復雜、制備成本高、材料脆性大、生產效率低，很 難大規模推廣應用。

為此，人們把目光轉向鑄態多晶NiMnGa材料。由于一般的鑄態 多晶NiMnGa材料磁致應變較小，難加工成各種復雜形狀，高頻渦流 損耗高，無法應用。人們在實踐中發現，通過定向凝固、快淬、非化 學計量和摻雜等方法，能有效地提高多晶NiMnGa材料的磁致應變性 能和機械性能，并改變相變溫度；另外，可以先采用研磨方法制取多 晶NiMnGa粉末，再加適量的粘結劑模壓定型，能較有效地克服多晶 NiMnGa材料難以加工成各種復雜形狀及在高頻電磁場作用下易發 熱等問題。但傳統研磨由于外應力的引入，會使多晶NiMnGa材料的 磁致應變性能和其它性能指標下降，不利于該材料的應用。

發明內容

本發明的目的是為解決鑄態多晶NiMnGa材料脆性大、難加工成 各種復雜形狀、高頻渦流損耗高等問題，又為解決傳統的NiMnGa 粉末粘結方法(是將鑄錠研磨成一定粒度的粉末，再加適量的粘結劑 模壓定型而成)由于鑄錠研磨的外應力而使NiMnGa材料磁致應變性 能和其它性能指標下降等問題，發明一種采用還原擴散方法制備 NiMnGaSi合金粉末，再將其粘結成一體的NiMnGaSi合金粘結磁體 及其制備方法。

本發明的目的是按如下的方式來實現。

所述NiMnGaSi合金粘結磁體由Ni、Mn、Ga、Si四種元素組成。

所述NiMnGaSi合金粘結磁體的制備方法為：

選用Ni₂O₃粉末、Ga₂O₃粉末、Mn粉、Ca粉、SiO₂乳膠液；以 制備1000克NiMnGaSi合金粘結磁體為計量的起點，則

Ni₂O₃的用量為???680-720克

Ga₂O₃的用量為???320-360克

Mn的用量為??????240-316克

Ca的用量為??????865-1005克

SiO₂的用量為????3.8-6.5克

所選的原料Ni₂O₃、Mn、Ga₂O₃粉未的純度在99.9％以上，顆粒 尺度為微米數量級；SiO₂乳膠液的純度為70％，顆粒尺度為納米數量 級；Ca粉的純度在99.9％以上，顆粒尺度為1毫米及以下。

所選的原料Ni₂O₃粉、Mn粉、Ga₂O₃粉、Ca粉在真空球球磨機 上進行均勻混料，再將以上混料與SiO₂乳膠液進行均勻混合，最后 將混合料在壓料機下用10Mpa左右壓力成型，成型的原料送入真空 管式爐，通過還原反應和擴散反應后，將反應物經去離子水溶液并多 次加熱浸漬、清洗、分離，分離的合金粉末經真空干燥，得到NiMnGaSi 合金粉末。

以上操作要求在真空手套箱內進行，并在高純氬氣保護下完成。

再將NiMnGaSi合金粉末粘結成一體，即得到NiMnGaSi合金粘 結磁體。

所述還原反應為：

Ni₂O₃+3Ca＝2Ni+3CaO

Ga₂O₃+3Ca＝2Ga+3CaO

SiO₂+2Ca＝Si+2CaO