[发明专利]一种Ni‑Mn‑Ga合金薄带及其制备方法

权利要求书

1.一种Ni-Mn-Ga合金薄带，其特征在于，所述的合金薄带中元素的摩尔数之和为100，元素的摩尔比为Ni∶Mn∶Ga＝(51.5～52.5)∶(25.5～26.5)∶(21.5～22.5)；制备方法包括以下步骤：

步骤1，多晶母态合金的制备：

(1)按照Ni-Mn-Ga合金薄带的成分，分别称取Ni、Mn和Ga，置于真空电弧熔炼炉水冷铜坩埚中，电弧熔炼炉腔体抽真空至3×10^-3～5×10^-3Pa后，通入惰性保护气体至0.05MPa，电磁搅拌下进行电弧熔炼，获得纽扣状铸锭；

(2)将铸锭按照上述(1)的方法，再反复熔炼4～5次，得到成分均匀的多晶母态合金；

步骤2，单辊甩带法制备合金薄带：

(1)将高纯石英管装入破碎后的多晶母态合金，并固定在甩带机的中频感应线圈中；将甩带机腔体抽真空至3×10^-3～5×10^-3Pa后，充惰性气体至0.04～0.05MPa做保护气体；向储气罐中充入0.04～0.08MPa的惰性气体；

(2)启动中频感应线圈，将高纯石英管中的多晶母态合金加热至完全融化；

(3)利用储气罐中惰性气体的喷射压力使熔融的多晶母态合金从高纯石英管的管嘴喷出，熔融态多晶母态合金被高速旋转的辊轮拖曳形成合金薄带，辊轮表面线速度为15～20m/s，高纯石英管喷嘴的尺寸为(4～5)mm×0.5mm，喷嘴与辊面之间距离为0.3～0.6mm，得到厚度为90～120μm的快淬Ni-Mn-Ga合金薄带；

步骤3，热处理：

将快淬Ni-Mn-Ga合金薄带，在850～950℃下保温12～24h后水冷，得到成品Ni-Mn-Ga合金薄带。

2.根据权利要求1所述的Ni-Mn-Ga合金薄带，其特征在于，所述的合金薄带在87～57℃范围内的降温过程中，呈现出3种转变同时发生的特征：(1)磁性转变：由顺磁奥氏体直接转变为铁磁马氏体；(2)马氏体转变：奥氏体转变为7M马氏体；(3)中间马氏体转变：7M马氏体转变为NM马氏体。

3.根据权利要求1所述的Ni-Mn-Ga合金薄带，其特征在于，所述的合金薄带在2T磁场下，磁熵变化为-12.5～-16.4Jkg^-1K^-1；在5T磁场下，磁熵变化为-25.5～-30.0Jkg^-1K^-1。

4.权利要求1所述的Ni-Mn-Ga合金薄带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，多晶母态合金的制备：

(1)按照Ni-Mn-Ga合金薄带的成分，分别称取Ni、Mn和Ga，置于真空电弧熔炼炉水冷铜坩埚中，电弧熔炼炉腔体抽真空至3×10^-3～5×10^-3Pa后，通入惰性保护气体至0.05MPa，电磁搅拌下进行电弧熔炼，获得纽扣状铸锭；

(2)将铸锭按照上述(1)的方法，再反复熔炼4～5次，得到成分均匀的多晶母态合金；

步骤2，单辊甩带法制备合金薄带：

(1)将高纯石英管装入破碎后的多晶母态合金，并固定在甩带机的中频感应线圈中；将甩带机腔体抽真空至3×10^-3～5×10^-3Pa后，充惰性气体至0.04～0.05MPa做保护气体；向储气罐中充入0.04～0.08MPa的惰性气体；

(2)启动中频感应线圈，将高纯石英管中的多晶母态合金加热至完全融化；

(3)利用储气罐中惰性气体的喷射压力使熔融的多晶母态合金从高纯石英管的管嘴喷出，熔融态多晶母态合金被高速旋转的辊轮拖曳形成合金薄带，辊轮表面线速度为15～20m/s，高纯石英管喷嘴的尺寸为(4～5)mm×0.5mm，喷嘴与辊面之间距离为0.3～0.6mm，得到厚度为90～120μm的快淬Ni-Mn-Ga合金薄带；

步骤3，热处理：

将快淬Ni-Mn-Ga合金薄带，在850～950℃下保温12～24h后水冷，得到成品Ni-Mn-Ga合金薄带。

5.根据权利要求4所述的Ni-Mn-Ga合金薄带的制备方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中Ni为99.97wt.％高纯Ni，Mn为99.9wt.％高纯Mn，Ga为99.99wt.％高纯Ga。