[發(fā)明專利]Ni-Mn-Ga單晶合金顆粒的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610069938.8
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105624589B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 孫小剛;魏克湘;吳安如
• 申請（專利權）人: 湖南工程學院
• 主分類號: C22C45/04
• 分類號: C22C45/04;C22C1/02;C30B29/52;B22F9/04;B22F1/00
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權代理有限公司 31253
• 代理人: 熊嫻;馮子玲

本發(fā)明公開了一種Ni?Mn?Ga單晶合金顆粒的制備方法，是通過將制備的Ni?Mn?Ga多晶合金錠制備為非晶合金絲，非晶合金絲轉(zhuǎn)化為多晶合金絲后再轉(zhuǎn)化為單晶合金顆粒的方法，步驟為：制備Ni?Mn?Ga合金錠；將合金錠加熱至熔化，冷卻后得到非晶合金絲；再將非晶合金絲熱處理，得到多晶合金絲；最后將多晶合金絲破碎成單晶合金顆粒。與現(xiàn)有技術相比，采用本發(fā)明提供的方法制備而得的單晶的合金顆粒裂紋等缺陷少，顆粒呈現(xiàn)長條形，有利于復合材料磁致應變的發(fā)揮；本發(fā)明工藝簡單，生產(chǎn)成本低，制備時間短，具有很大的市場及應用價值。

技術領域

本發(fā)明涉及材料領域，具體為一種合金的制備方法，尤其是Ni-Mn-Ga單晶合金顆粒的制備方法。

背景技術

形狀記憶合金(shape memory alloy)，即擁有“記憶”效應的合金，具有形狀記憶效應(shape memory effect)，廣泛應用于臨床醫(yī)療、航空航天等領域，例如人造骨骼、傷骨固定加壓器、牙科正畸器、各類腔內(nèi)支架、栓塞器、心臟修補器、血栓過濾器、介入導絲和手術縫合線、人造衛(wèi)星天線；形狀記憶合金還可應用于日常生活，例如防燙傷閥、眼鏡框架和移動電話天線和火災檢查閥門等。隨著形狀記憶合金材料的出現(xiàn)和開發(fā)利用，其在智能材料系統(tǒng)中受到高度重視，應用前景廣闊。

據(jù)了解，磁致應變合金(即磁性形狀記憶合金)是一種新型的形狀記憶材料，既能實現(xiàn)溫控又能實現(xiàn)磁控。Ni-Mn-Ga合金是繼傳統(tǒng)形狀記憶材料和磁致伸縮材料之后開發(fā)出來的一類新型功能材料——鐵磁形狀記憶材料，其顯著特征是它的馬氏體孿晶變體可以由外加磁場驅(qū)動重新排列或退孿晶化而顯示出磁致應變；它不僅具有傳統(tǒng)形狀記憶合金的溫控形狀記憶效應和大輸出應變，還兼有鐵磁性、大磁致應變、大輸出應力、高響應頻率和可精確控制等特點，具有潛在的應用價值。自上世紀90年代以來，一直是材料科學的研究熱點。

由于Ni-Mn-Ga合金多晶體周圍晶界的束縛，多晶體表現(xiàn)出遠低于單晶的磁致應變量，另外Ni-Mn-Ga合金屬于哈斯勒型(Heusler)金屬間化合物，其本征脆性也限制了其工程應用，因此，為了解決上述在實際應用中帶來的困難，現(xiàn)有的關于Ni-Mn-Ga合金的研究現(xiàn)狀可分為以下幾種：

(一)Ni-Mn-Ga合金薄膜或纖維

由于Ni-Mn-Ga合金被制備成類似為一維(纖維)或二維(薄膜)材料，比起三維的塊體材料，大大減小周圍晶粒的束縛，因此可能會表現(xiàn)出較大的磁致應變，另外也有利于改善脆性問題。如Ni-Mn-Ga合金薄膜是用磁控濺射或分子束取向生長等方法制備薄膜合金，具有在微電子機械系統(tǒng)方面的應用價值，但薄膜或纖維只能用于特定的應用場所。

(二)Ni-Mn-Ga單晶塊體

由于三維的單晶材料在發(fā)生磁致應變時候沒有晶界的約束，表現(xiàn)出較大的應變，且可隨技術的發(fā)展，應變能力逐漸提高，如：從1996年報道的6％到現(xiàn)在的10％以上，單晶材料是目前已知的具有最大的磁致應變量的結構。然而單晶材料制備成本高，設備復雜，單晶的尺寸受限等等問題較難解決。

(三)Ni-Mn-Ga/有機物復合材料