[发明专利]一种高温磁性形状记忆合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及形状记忆合金，尤其涉及一种高温磁性形状记忆合金及其制备方法。

背景技术

铁磁性形状记忆合金(如Ni₂MnGa)一般具有强铁磁性、大磁感生应变、温控和磁控形状记忆效应。但是由于其马氏体相变温度偏低，从而严重制约了其应用。

发明内容

鉴于现有技术所存在的上述问题，本发明旨在提供一种记忆合金的新材料及其制备方法，其具有更高的马氏体相变温度，将对材料的应用和拓展开辟一条新的道路。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种高温磁性形状记忆合金，其特征在于：

其化学组成按摩尔份数比为50份Ga、25份Mn、25份Ni；

其马氏体相变温度为780K，居里温度为340K。

所述的高温磁性形状记忆合金的制备方法，包括如下工艺步骤：

按照摩尔份数比取50份的Ga、25份的Mn、25份的Ni放入真空非自耗电极电弧炉中，在惰性气体保护下，于1500～1700℃的条件下电弧熔炼10～15分钟，再用丙酮清洗熔炼后的金属块体；然后放入真空度为10^-1Pa的石英管中在650℃的条件下保温60小时，再淬入水中；即得到高温磁性形状记忆合金Ga₂MnNi。

所述惰性气体为氩气、氦气、氖气或氙气中的一种。

本发明方法制备出的高温磁性形状记忆合金Ga₂MnNi的成分不同于现有的磁性形状记忆合金Ni₂MnGa，与之相比具有以下优点：

本发明所述的高温铁磁性形状记忆合金Ga₂MnNi，不但具有传统形状记忆合金受温度场控制的形状记忆效应，可以在磁场作用下产生形状记忆效应，并且在室温下即具有铁磁性和形状记忆功能；同时，其马氏体相变温度高达780K，比现有Ni₂MnGa合金高出220K；居里温度为340K，与现有Ni₂MnGa合金的居里温度一样。由于高温形状记忆合金在国民经济的各行各业得到广泛应用，因此本发明所公开的高温形状记忆合金Ga₂MnNi的研制将对记忆合金材料的应用和拓展开辟一条新的道路。

附图说明

图1为实施例所制备的Ga₂MnNi合金的DSC曲线图，其中曲线1为所述Ga₂MnNi合金加热测得的DSC曲线，曲线2为所述Ga₂MnNi合金冷却测得的DSC曲线；

图2为实施例所制备的Ga₂MnNi合金的交流磁化曲线，其中曲线1为所述Ga₂MnNi合金的降温曲线，曲线2为所述Ga₂MnNi合金的升温曲线。

具体实施方式

按照摩尔份数比取50份的Ga、25份的Mn、25份的Ni放入真空非自耗电极电弧炉中，在惰性气体保护下，1550～1650℃的条件下电弧熔炼10～15分钟，再用丙酮清洗熔炼后的金属块体，然后放入真空度为10^-1Pa的石英管中在923K的条件下保温60小时，再淬入水中；即得到高温磁性形状记忆合金Ga₂MnNi。

本实施方式的真空非自耗电极电弧炉购自于沈阳科技仪器责任有限公司。

所述惰性气体为氦气、氩气、氖气或氙气。

将按上述方法制备的Ga₂MnNi合金在升温速度为10K/min的条件下测得加热DSC曲线1，在降温速度10K/min的条件下测得冷却DSC曲线2，结果如图1所示。通过图中的DSC曲线可以看出在本实施方式制备的Ga₂MnNi合金在加热和冷却的DSC曲线上都只有一个吸热和放热峰，说明Ga₂MnNi合金具有同Ni₂MnGa三元合金一样的热弹性马氏体相变特征，并可测得，所得合金的马氏体相变温度为780K。

并将上述Ga₂MnNi合金进行居里温度的测试，结果如图2所示，本实施方式制备的Ga₂MnNi合金的居里温度为340K。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。