[發(fā)明專利]一種基于電鍍熱擴(kuò)散制備Co-Ni-Al合金的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210409311.4
• 申請(qǐng)日: 2012-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102925779A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡永俊;李昔強(qiáng);鄭輝庭;成曉玲;胡光輝;李風(fēng);何志泉;劉瑞強(qiáng);陳鐵文;龐建業(yè);梁振標(biāo);甄余炳;林涌;黃曉爭(zhēng);徐志隆;鐘彬強(qiáng);何健楠;駱志捷;黃春檑;何遠(yuǎn)川;劉毅然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C30/00
• 分類號(hào): C22C30/00;C22C1/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁控形狀記憶金屬功能材料制備技術(shù)，具體涉及一種基于電鍍熱擴(kuò)散制備Co-Ni-Al合金的方法。

背景技術(shù)

磁性形狀記憶合金,(Magnetic?Shape?Memory?Alloy,MSMA)不但具有傳統(tǒng)形狀記憶合金受溫度場(chǎng)控制的熱彈性形狀記憶效應(yīng),而且具有受磁場(chǎng)控制的磁性形狀記憶效應(yīng)。因此,合金兼有大恢復(fù)應(yīng)變、大輸出應(yīng)力、高響應(yīng)頻率和可精確控制的綜合特性,使其可能在大功率水下聲納、微位移器、震動(dòng)和噪聲控制、線性馬達(dá)、微波器件、機(jī)器人等領(lǐng)域有重要應(yīng)用,有望成為壓電陶瓷和磁致伸縮材料之后的新一代驅(qū)動(dòng)與傳感材料。目前,已發(fā)現(xiàn)的磁性形狀記憶合金主要包括:Ni系合金Ni-Mn-Ga,Ni-Al-Mn,Ni-Co-Al,Ni-Fe-Ga-Co等;Co系合金Co-Mn,Co-Ni,Co-Ni-Ga等;Fe系合金Fe-Pd,Fe-Mn-Si,Fe-Ni-Co-Ti,Fe-Pt,等.其中,Ni-Mn-Ga合金是最早發(fā)現(xiàn)的MSMA,?其研究較為成熟，已有應(yīng)用于直線驅(qū)動(dòng)器、直線電機(jī)等方面的報(bào)道，但合金性能的穩(wěn)定性和重復(fù)性不夠理想。

????Co基鐵磁形狀記憶合金包括Co-Ni-Ga和Co-Ni-Al兩類合金，具有磁晶各向異性能大和熱加工性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。Co-Ni-Al是唯一一種以共晶方式凝固的MSMA，且存在寬結(jié)晶范圍的兩相共存區(qū)，并在功能成分范圍內(nèi)展現(xiàn)出豐富的多相共存行為，制備方法相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，具有較大的應(yīng)用前景。

國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者采用常規(guī)凝固、深過(guò)冷凝固、定向凝固、快速凝固及粉末冶金的方法等制備條件下Co-Ni-Al合金，具有良好的應(yīng)變誘發(fā)形狀記憶效應(yīng),但仍未解決CoNiAl合金的驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)大、磁致應(yīng)變小的技術(shù)瓶頸。

本發(fā)明利用在鋁箔進(jìn)行復(fù)合電鍍Co-Ni合金，通過(guò)調(diào)整熱處理工藝參數(shù)，最終制備出綜合性能優(yōu)良的Co-Ni-Al合金。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的一種基于電鍍熱擴(kuò)散制備Co-Ni-Al合金的方法，有如下步驟：

1）在純鋁基材表面電鍍Co-Ni合金鍍層，上述Co-Ni合金鍍層中鎳的質(zhì)量比為10～90%；??

2）將電鍍后的Co-Ni/Al放入加熱器中，在溫度為250℃～600℃保溫60～240小時(shí)，擴(kuò)散形成均勻的Co-Ni-Al合金，隨爐冷卻至室溫后取出。

上述步驟1）中純鋁基材厚度為0.01mm～0.3mm。

上述步驟1）中電鍍的工藝流程為：在室溫下對(duì)純鋁基材表面用蒸餾水沖洗清潔除油，清潔除油后將其置于由體積比為20％的硝酸、體積比為1％的氫氟酸和余量去離子水組成的酸蝕液中，在室溫下酸蝕時(shí)間為40小時(shí)；然后使用去離子水水洗；室溫下,將試樣放入由15?g/L硫酸鎳和112?g/L檸檬酸鈉混合組成的pH值為13的溶液中進(jìn)行活化，之后置于電鍍液中電鍍；停止電鍍?cè)嚇酉礈齑蹈伞?/p>

上述電鍍以純鋁為陽(yáng)極，所述電鍍液的配方是：硫酸鎳100～250?g/L，氯化鈉?10～20?g/L，硼酸20～40?g/L，硫酸鈷10～120?g/L，糖精1g/L；電鍍過(guò)程中恒電流，電流0.15A，鍍液pH值為4.6。調(diào)整電鍍液組成及電鍍參數(shù)可在純鋁基材上獲得不同成分的Co-Ni合金鍍層。

上述步驟2）中加熱器為馬弗爐或真空爐；馬弗爐為避免鍍層氧化，采取通入氮?dú)狻鍤饣驓錃獗Ｗo(hù)性氣體，或?qū)o-Ni/Al放入碳粉還原性物質(zhì)中加熱。

上述步驟2）中保溫時(shí)間根據(jù)純鋁基材和鍍層厚度決定，加熱至擴(kuò)散得到成分均勻Co-Ni-Al合金。

本發(fā)明的有益效果：

1．采用復(fù)合電鍍的方法在鋁基材上制備Co-Ni合金，控制熱處理工藝、鍍層的成分和基體的厚度等參數(shù)，制備出綜合性能優(yōu)良Co-Ni-Al合金。

2．制備Co-Ni-Al合金的設(shè)備成本和技術(shù)要求低，只需要簡(jiǎn)單的電源和加熱器即可制備出Co-Ni-Al合金。

3.?本發(fā)明制備方法工藝簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定性好，較好地解決當(dāng)前Co-Ni-Al磁控記憶合金尚存的驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)大、磁致應(yīng)變小等瓶頸技術(shù)難點(diǎn)。

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具體實(shí)施方式

下面結(jié)合?具體實(shí)施例詳述本發(fā)明。

實(shí)施例1