[發明專利]一種制備磁性鐵錳硅基形狀記憶合金的方法

有效

• 申請號: 201710858157.1
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107699667B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 彭華備;王勇寧;文玉華
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/08;C22C38/10;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/52
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本發明公開了一種制備磁性鐵錳硅基形狀記憶合金的方法，屬形狀記憶合金領域。本發明制備的鐵錳硅基形狀記憶合金擁有磁性和形狀記憶效應雙功能。本發明所述鐵錳硅基形狀記憶合金含有Fe、Mn和Si元素，并包含Cr、Ni、Ti、Nb、Cu、Co、V、Mo、Al、C和N元素中的一種或多種，具體方法如下：先將上述鐵錳硅基形狀記憶合金在真空度≤1Pa的環境下用1000℃~1300℃處理≥30分鐘，隨后空冷或油冷或水冷至室溫；上述方法制備的磁性鐵錳硅基形狀記憶合金的表面有一層鐵素體，且鐵素體層平均厚度≥3微米。鐵錳硅基形狀記憶合金在1250℃~1300℃處于高溫鐵素體單相區。

技術領域

本發明涉及形狀記憶合金領域，具體涉及一種制備磁性鐵錳硅基形狀記憶合金的方法。與常規的鐵錳硅基形狀記憶合金相比，該方法制備的鐵錳硅基形狀記憶合金擁有磁性和形狀記憶雙功能，從而擴大了該類合金的應用領域，例如磁性傳感器和驅動器等。

背景技術

與鎳鈦基記憶合金相比，鐵錳硅基形狀記憶合金具有低成本，以及優良的加工性能和焊接性的特點，所以自問世以來便受到了廣泛的關注。鐵錳硅基形狀記憶合金的記憶效應源于變形時應力誘發面心立方結構的奧氏體向密排六方結構的馬氏體轉變及其加熱過程中的逆轉變。值得指出的是，面心立方結構的奧氏體和密排六方結構的馬氏體為順磁性，均沒有磁性。如果能賦予鐵錳硅基合金磁性，那么我們將獲得一種擁有磁性和形狀記憶效應的雙功能形狀記憶合金。這種情況下，鐵錳硅基合金的應用范圍將進一步擴大，例如可用于制備磁性傳感器和驅動器。1999年Kanada等通過氧化的方法在FeMnSiCr記憶合金表面形成一層磁性Fe₃O₄氧化層，首次獲得了具有形狀記憶效應和磁性的雙功能鐵錳硅基形狀記憶合金（Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1999, 196-197: 349-350）。然而，當對該方法制備的FeMnSiCr記憶合金變形時，磁性Fe₃O₄氧化層將會脫落。Todaka等則是采用熔體快淬的方法制備了一系列具有磁性和記憶性能的鐵基形狀記憶合金，例如FeMnCrNiCoSi薄帶（Journal of Applied Physics, 91: 7448-7450; Journal ofMagnetism and Magnetic Materials, 2003, 254-255: 410-412）、FeCrNiSiMn薄帶（Journal of Materials Processing Technology, 2007, 181: 217-221）SiFe/FeMnSi雙層薄帶(IEEE Transactions on Magnetics, 2011, 47: 3184-3187)、SiFe/FeMnCrSiB雙層薄帶（IEEE Transactions on Magnetics, 2014, 50: 2501304）。Valeanu等也采用熔體快淬的方法制備了磁性FeMnSi基形狀記憶合金薄帶（Journal of Magnetism andMagnetic Materials, 2008, 320: e164-e167）。值得指出的是，熔體快淬法對設備要求高，且只能獲得薄帶二維材料，局限了磁性鐵錳硅基形狀記憶合金的應用。因此，如何采用常規設備就能制備各類尺寸的磁性鐵錳硅基形狀記憶合金是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備磁性鐵錳硅基形狀記憶合金的方法。