[發明專利]一種高耐蝕性NiMnInCo磁性形狀記憶合金的制備方法

有效

• 申請號: 201810870872.1
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN108950274B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 董桂馥;李超然;王興安
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C30/00
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 胡景波

本發明涉及一種高耐蝕性NiMnInCo磁性形狀記憶合金的制備方法，屬于智能材料、磁性形狀記憶合金耐蝕性技術領域。本發明公開的高耐蝕性NiMnInCo磁性形狀記憶合金的制備方法具體步驟為：按照原子百分比取料、混勻、燒結，即得到高耐蝕性NiMnInCo合金。本發明首次采用燃燒反應合成一種新型的NiMnInCo磁性形狀記憶合金，為高耐蝕性形狀記憶合金的應用拓展了思路；本發明制備的NiMnInCo磁性形狀記憶合金具有耐蝕性的優點。

技術領域

本發明屬于智能材料、磁性形狀記憶合金耐蝕性技術領域，本發明涉及一種高耐蝕性NiMnInCo磁性形狀記憶合金的制備方法。

背景技術

智能材料是材料研究的重要領域，目前研究較多的主要有壓電材料、磁致伸縮材料以及形狀記憶合金，以PZT為代表的壓電陶瓷和以Terfenol-D為代表的磁致伸縮材料可以在外加電場/磁場的作用下表現出可逆應變，響應頻率達10KHz，但最大輸出應變小(僅約0.2％)，輸出應力低(僅幾MPa)，而以TiNi合金為代表的傳統形狀記憶合金通過熱機械訓練可具有雙程形狀記憶效應，輸出應變大(4％)，輸出力高(幾十MPa)，但受溫度場限制其響應頻率低(幾Hz)，均難以滿足智能機構對高性能驅動材料的迫切需求。

磁性記憶合金可在外磁場作用下輸出宏觀應變，兼具有大應變和快響應，是一種理想的智能驅動材料。但以NiMnGa為代表，其磁誘發應變來源于外磁場驅動馬氏體孿晶變體重排，最大磁感生應變可達10％，但輸出應力受磁晶各向異性能所限，僅有幾個MPa；而以Ni-Mn-X(X＝In,Sn,Sb)合金為代表，在磁場中，Ni-Mn-In-Co合金會形成馬氏體逆相變且在往復的過程中產生3％的應變值，輸出應力可以高達108MPa，比Ni-Mn-Ga的輸出大100倍。這個發現使磁驅動記憶合金的實用性大大增加。但是對于形狀記憶合金來說，要想進入實用化必須具有雙程的形狀記憶效應，就需要往復的運動，但是對于形狀記憶合金來說，它的工作場所也可能是比較惡劣的環境，比如潮濕的環境，需要有較好的耐蝕性。因此，獲得高耐蝕性、均相的NiMnInCo微晶合金必將成為記憶合金應用和發展的主要研究方向之一。

發明內容

為了解決現有NiMnInCo系列磁記憶合金耐蝕性低的問題，本發明提供一種高耐蝕性NiMnInCo磁性形狀記憶合金的制備方法，本發明首次采用燃燒反應高溫合成NiMnInCo磁性形狀記憶合金，擬開發具有大磁控雙程形狀記憶效應的NiMnInCo納米晶合金，以實現快響應、大輸出應變、高輸出應力，滿足多次往復運動智能結構對高性能驅動材料的要求。以此

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本發明提供的一種高耐蝕性NiMnInCo磁性形狀記憶合金的制備方法具體步驟為：按照原子百分比取45-48份的Ni粉、34份的Mn粉、16份In粉和5-2份Co粉，通過攪拌器混合均勻，然后將其倒入壓力成型模具中，用千斤頂對模具施壓，將粉末壓制成直徑為10mm、高度為10mm的圓柱形試樣，然后將試樣置于特定的夾具中，所述夾具包括上、下兩個壓力板，壓力板的兩端用螺栓或螺釘固定。工作時，通過螺栓或螺釘調整上、下壓力板之間的距離，將試樣放置于上、下壓力板之間形成的空間中，使試樣的表面與壓力板相接觸，固定壓力板的兩端，向夾具施壓。最后將夾持樣品的夾具放入箱式電阻爐中進行燒結，電阻爐的溫度是1000-1200℃保溫20-40min，然后隨爐冷卻至室溫取出，即得到NiMnInCo磁性形狀記憶合金。

進一步優選，制備方法為：按照原子百分比取粒徑為5微米的45-48份的Ni粉、34份的Mn粉、16份In粉和5-2份Co粉混合，在攪拌器中以轉速200轉/min-500轉/min來攪拌金屬粉末，使其混合均勻，然后將其倒入壓力成型模具中，用千斤頂對模具施壓，通過加壓到在400-1000MPa壓力下和保壓2-4min將粉末壓制成直徑為10mm、高度為10mm的圓柱形試樣，最后在溫度1000-1200℃，保溫時間為20-40min燒結工藝燒結，然后隨爐冷卻至室溫取出，最后得到粒徑為20-30微米的NiMnInCo磁性形狀記憶合金。