[發(fā)明專利]一種具有磁場調(diào)控馬氏體相變的復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811295227.8
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN109175370B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國棟;趙嘉欣;代學(xué)芳;張小明;劉何燕;宇霄
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105;B22F1/00;C22C22/00;C22C28/00;C22C1/04
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發(fā)明為一種具有磁場調(diào)控馬氏體相變的復(fù)合材料的制備方法。該方法采用Tb_0.27Dy_0.73Fe_1.9和Mn₄₈Co₄Ni₂₈Ga₂₀兩種材料，按照不同的比例，顆粒度均勻混合，設(shè)定不同的燒結(jié)溫度，采用等離子燒結(jié)的方法，在外加磁場下，把稀土巨磁致伸縮材料的磁致伸縮作為應(yīng)力來誘導(dǎo)出鐵磁形狀記憶合金材料可觀的馬氏體相變或馬氏體變體重排。本發(fā)明材料能夠在較低磁場、分布在0?380K溫區(qū)內(nèi)工作，磁場對(duì)相變溫度的影響效率最高達(dá)41K/T。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及應(yīng)用磁場調(diào)控馬氏體相變復(fù)合材料的制備。

背景技術(shù)

磁場誘導(dǎo)熱彈性馬氏體相變發(fā)生能夠伴隨著應(yīng)變、電阻、吸放熱的巨大變化。材料在傳感器、磁電阻裝置、磁制冷工質(zhì)上是具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

然而，具有磁場可控馬氏體相變的單一材料很少，且能夠誘導(dǎo)相變的溫區(qū)很窄。事實(shí)上，能夠誘導(dǎo)馬氏體相變的外在條件有三種，分別為溫度、應(yīng)力和磁場，而在傳統(tǒng)方法中，應(yīng)力卻需通過外來裝置加載在材料上，這對(duì)于材料在器件中的應(yīng)用是十分不利或者根本不行。目前已知磁場誘導(dǎo)馬氏體相變的種類有NiMnIn,MnNiGa-Co,NiMnSn,MnFePAs，這些材料由于受到相變前后材料本身固有磁特性的限制，從而使得磁場誘導(dǎo)馬氏體相變溫區(qū)變化的效率不高。當(dāng)前研究有TbFe_1.95和Mn₂NiGa采用粉末粘結(jié)法制備復(fù)合材料，但引入了粘結(jié)劑使得材料成分包含有雜質(zhì)，影響了材料的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一類能夠在寬溫區(qū)、較低場下應(yīng)用的，具有磁場調(diào)控馬氏體相變的復(fù)合材料。該方法采用Tb_0.27Dy_0.73Fe_1.9和Mn₄₈Co₄Ni₂₈Ga₂₀兩種材料，按照不同的比例，顆粒度均勻混合，設(shè)定不同的燒結(jié)溫度和燒結(jié)壓力，采用等離子燒結(jié)的方法，在外加磁場下，把稀土巨磁致伸縮材料的磁致伸縮作為應(yīng)力來誘導(dǎo)出鐵磁形狀記憶合金材料可觀的馬氏體相變或馬氏體變體重排。

本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種具有磁場調(diào)控馬氏體相變的復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

第一步，將Mn₄₈Co₄Ni₂₈Ga₂₀鑄錠和Tb_0.27Dy_0.73Fe_1.9鑄錠分別研磨、過篩，得到顆粒；粒徑范圍為10～50微米；

第二步，將兩種顆粒進(jìn)行混合；其中，質(zhì)量比Mn₄₈Co₄Ni₂₈Ga₂₀：Tb_0.27Dy_0.73Fe_1.9＝20～6：1～15；

第三步，將上步得到的混合顆粒放入到放電等離子燒結(jié)模具中，然后打開放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)，在溫度為550～800℃，壓力為25～35MPa下進(jìn)行放電等離子燒結(jié)，得到所需復(fù)合材料；

所述的Mn₄₈Co₄Ni₂₈Ga₂₀或Tb_0.27Dy_0.73Fe_1.9的制備方法，包括以下步驟：

第一步：利用純度為99.99％以上的金屬單質(zhì)，按照化學(xué)式所示成分進(jìn)行配比，分別準(zhǔn)備目標(biāo)合金配料，準(zhǔn)備所需的金屬單質(zhì)；