[发明专利]一种制备磁性铁锰硅基形状记忆合金的方法

说明书

本发明公开了一种制备磁性铁锰硅基形状记忆合金的方法，属形状记忆合金领域。本发明制备的铁锰硅基形状记忆合金拥有磁性和形状记忆效应双功能。本发明所述铁锰硅基形状记忆合金含有Fe、Mn和Si元素，并包含Cr、Ni、Ti、Nb、Cu、Co、V、Mo、Al、C和N元素中的一种或多种，具体方法如下：先将上述铁锰硅基形状记忆合金在真空度≤1Pa的环境下用1000℃~1300℃处理≥30分钟，随后空冷或油冷或水冷至室温；上述方法制备的磁性铁锰硅基形状记忆合金的表面有一层铁素体，且铁素体层平均厚度≥3微米。铁锰硅基形状记忆合金在1250℃~1300℃处于高温铁素体单相区。

技术领域

本发明涉及形状记忆合金领域，具体涉及一种制备磁性铁锰硅基形状记忆合金的方法。与常规的铁锰硅基形状记忆合金相比，该方法制备的铁锰硅基形状记忆合金拥有磁性和形状记忆双功能，从而扩大了该类合金的应用领域，例如磁性传感器和驱动器等。

背景技术

与镍钛基记忆合金相比，铁锰硅基形状记忆合金具有低成本，以及优良的加工性能和焊接性的特点，所以自问世以来便受到了广泛的关注。铁锰硅基形状记忆合金的记忆效应源于变形时应力诱发面心立方结构的奥氏体向密排六方结构的马氏体转变及其加热过程中的逆转变。值得指出的是，面心立方结构的奥氏体和密排六方结构的马氏体为顺磁性，均没有磁性。如果能赋予铁锰硅基合金磁性，那么我们将获得一种拥有磁性和形状记忆效应的双功能形状记忆合金。这种情况下，铁锰硅基合金的应用范围将进一步扩大，例如可用于制备磁性传感器和驱动器。1999年Kanada等通过氧化的方法在FeMnSiCr记忆合金表面形成一层磁性Fe₃O₄氧化层，首次获得了具有形状记忆效应和磁性的双功能铁锰硅基形状记忆合金（Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1999, 196-197: 349-350）。然而，当对该方法制备的FeMnSiCr记忆合金变形时，磁性Fe₃O₄氧化层将会脱落。Todaka等则是采用熔体快淬的方法制备了一系列具有磁性和记忆性能的铁基形状记忆合金，例如FeMnCrNiCoSi薄带（Journal of Applied Physics, 91: 7448-7450; Journal ofMagnetism and Magnetic Materials, 2003, 254-255: 410-412）、FeCrNiSiMn薄带（Journal of Materials Processing Technology, 2007, 181: 217-221）SiFe/FeMnSi双层薄带(IEEE Transactions on Magnetics, 2011, 47: 3184-3187)、SiFe/FeMnCrSiB双层薄带（IEEE Transactions on Magnetics, 2014, 50: 2501304）。Valeanu等也采用熔体快淬的方法制备了磁性FeMnSi基形状记忆合金薄带（Journal of Magnetism andMagnetic Materials, 2008, 320: e164-e167）。值得指出的是，熔体快淬法对设备要求高，且只能获得薄带二维材料，局限了磁性铁锰硅基形状记忆合金的应用。因此，如何采用常规设备就能制备各类尺寸的磁性铁锰硅基形状记忆合金是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备磁性铁锰硅基形状记忆合金的方法。