[发明专利]一种多晶Ni-Co-Mn-In-Gd合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁驱动形状记忆合金及其制备方法，尤其是涉及一种Ni-Co-Mn-In-Gd高温磁驱动形状记忆合金及其制备方法。

背景技术

    Ni-Co-Mn-In合金是继Ni-Mn-Ga(Al)，Co-Ni-Ga(Al)，Ni-Fe-Ga，Fe-Pd(Pt)合金之后开发出的新型磁驱动形状记忆合金。该合金的最大特点在于：马氏体相变过程伴随着磁性的变化，马氏体相为顺磁或反铁磁，若居里温度高于相变温度，则马氏体与母相二者之间存在较大的饱和磁化强度差，且相变过程中的熵变较小，合金处于某温度范围时，施加磁场后合金相变温度会显著向低温方向偏移，当逆相变温度低于环境温度时，发生逆马氏体相变；去除磁场相变温度恢复到原来的温度，合金发生马氏体相变。此过程循环可逆，并且该过程理论上能产生较大的应力输出。但是，Ni-Co-Mn-In合金的马氏体相变温度不够高，不能满足在高温条件下的应用要求，且存在强度低、脆性大、可加工性能差等缺点，很大程度上限制了这种材料的实际应用。因此，如何在提高马氏体相变温度的基础上有效改善Ni-Co-Mn-In合金的韧性逐渐成为广大材料工作者的研究重点之一。

发明内容

本发明的目的是为了解决Ni-Co-Mn-In合金的强度低、脆性大、可加工性能差及不能在高温条件下应用的问题，而提供一种多晶Ni-Co-Mn-In-Gd合金及其制备方法。

本发明的多晶Ni-Co-Mn-In-Gd合金在Ni-Co-Mn-In合金中以Gd元素替代部分In元素，其含量为Ni-Co-Mn-In-Gd合金的0-2at.%。

所述Ni-Co-Mn-In合金的结构通式为Ni_50-xCo_xMn_50-yIn_y ，其中：x=1～9，y=10～17。即：Ni、Co、Mn、In的比例为41～49at.%：1～9at.%：33～40at.%：10～17at.%。

上述多晶Ni-Co-Mn-In-Gd合金的制备方法如下：

一、采用纯度均为99.95%的镍、锰、铟、钴和钆为原料，按照采用非自耗真空电弧熔炼炉，抽真空至5×10^-3Pa后，在1500～1700℃、纯度为99.999%氩气保护下熔炼10～15分钟；为了保证合金成分的均匀性，每个样品反复翻转熔炼四次并加以磁搅拌。

二、吸铸得到棒状试样；

三、试验材料经机械抛光去除表面杂质，采用线切割方法获得要求形状；

四、用丙酮清洗后封入真空度为10^-3Pa的石英管中，在1073K保温24小时；

五、淬入冰水中，即得多晶Ni-Co-Mn-In-Gd合金。

与Ni-Co-Mn-In合金相比，本发明的多晶Ni-Co-Mn-In-Gd合金压缩断裂强度增加了四倍以上，应变最多提高两倍以上，马氏体相变温度提高了120℃以上；从而增强了其加工性能，拓宽了应用范围，利于本发明多晶Ni-Co-Mn-In-Gd合金在实际中应用和推广。本发明方法的工艺简单，便于操作。 

附图说明

图1是Ni₄₅Co₅Mn₃₇In_12.5Gd_0.5合金的背散射电子像。

图2是Ni₄₅Co₅Mn₃₇In₁₂Gd₁合金的背散射电子像。

图3是Ni₄₅Co₅Mn₃₇In₁₁Gd₂合金的背散射电子像。

图4是Ni₄₅Co₅Mn₃₇In₁₁Gd₂合金中Gd，Mn，Ni，Co和In的线扫描照片。

图5是Ni₄₅Co₅Mn₃₇In₁₃合金的DSC曲线。

图6是Ni₄₅Co₅Mn₃₇In_12.5Gd_0.5合金的DSC曲线。