[發明專利]用于導波檢測的磁致伸縮復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010650235.0
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN111850387B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 劉源;周燦旭;陳祥
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C33/04;B22F9/04;B22F9/08
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 王勤思

本申請公開了一種用于導波檢測的磁致伸縮復合材料，按重量份計，包括如下組分：鋱鏑鐵合金粉末35?60份，環氧樹脂20?30份，分散劑，固化劑，固化劑與其它組分分開放置，在使用時混合。本申請還公開了一種所述的磁致伸縮復合材料的制備方法，包括如下步驟：將所述鋱鏑鐵合金粉末、所述環氧樹脂和所述分散劑均勻混合形成預混合物；將所述固化劑與所述預混合物分開放置。本申請還公開了一種所述的磁致伸縮復合材料在導波探傷中的應用。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，特別是涉及一種用于導波檢測的磁致伸縮復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

基于磁致伸縮材料的導波檢測技術是近幾年發展起來的一種新型無損檢測(探傷)技術。導波具有衰減小、傳播距離遠、聲場100％覆蓋構件厚度等特點，使導波檢測技術實現單端激勵、長距離檢測以及復雜結構和服役環境設施的持續監測，從而能極大提高檢測效率，有作為構件‘健康’在線監測的技術手段的潛力。

目前導波檢測所使用的磁致伸縮材料是Ni或FeCoV軋制成的薄帶，其優點是屬性較好可以軋制成薄帶，但其致命缺點是其飽和磁致伸縮系數較低。而超磁致伸縮鋱鏑鐵合金較脆，很難加工成薄帶用于導波檢測。雖然研究工作采用熱噴涂在所檢測構件表面制作磁致伸縮合金的涂層，但由于噴涂過程中會出未熔球狀顆粒、顆粒間燒結不完全、孔隙和微裂紋等不確定因素，導致每次噴涂后涂層的磁致伸縮性能會有較大的差異，從而為后續導波檢測系統的匹配帶來了一定難度，同時噴涂施工困難，涂層與基體易產生電偶腐蝕等缺點，也限制了該方法在波導檢測系統的應用。另外該涂層電阻率較低，所使用的電磁場的頻率不能太高，否則渦流損耗嚴重，但低頻所實現的檢測精度會降低。

發明內容

基于此，有必要針對目前導波檢測所使用的磁致伸縮材料硬脆性過強、電阻率較低的問題，提供一種性能改善的用于導波檢測的磁致伸縮復合材料及其制備方法和應用。

一種用于導波檢測的磁致伸縮復合材料，按重量份計，包括如下組分：

鋱鏑鐵合金粉末35-60份，環氧樹脂20-30份，固化劑及分散劑；固化劑與其它組分分開放置，在使用時混合；

所述鋱鏑鐵合金的化學組成為Tb_xDy_1-xFe_y，其中，0.27≤x≤0.4，1.8≤y≤2。

在其中一個實施例中，還包括聚二甲基硅氧烷0.2-0.6份。

在其中一個實施例中，還包括剛性改性劑3-8份，所述剛性改性劑用于調控環氧樹脂的剛性。

在其中一個實施例中，所述鋱鏑鐵合金粉末的粒徑為8μm-100μm。

在其中一個實施例中，還包括六偏磷酸鈉0.3-0.5份。

在其中一個實施例中，所述固化劑為胺類固化劑。

在其中一個實施例中，所述固化劑為5-10份。

一種所述的磁致伸縮復合材料的制備方法，包括如下步驟：

將所述鋱鏑鐵合金粉末、所述環氧樹脂、所述固化劑和分散劑均勻混合形成預混合物；

將所述固化劑與所述預混合物分開放置。

在其中一個實施例中，所述鋱鏑鐵合金粉末的制備方法為：

將鐵、鋱和鏑按照比例及熔點由高到低依次從下往上放入坩堝內，將爐門關閉，抽真空；

當坩堝內的真空度小于或等于2×10^-3Pa時，打開磁場電流源，進行磁懸浮熔煉；

將合金在熔化狀態持續2分鐘-3分鐘，關閉磁懸浮電流，對合金水進行冷卻得到合金錠；

將合金錠制備成鋱鏑鐵合金粉末。