[发明专利]一种在MnCoGe基合金中实现宽温区巨负热膨胀的方法

权利要求书

1.一种在MnCoGe基合金中实现宽温区巨负热膨胀的方法，其特征在于，包括以下步骤：利用Co、Fe或Ni替代Mn，增大价电子浓度e/a，设计特定成分Mn_1-xCo_1+xGe，0.01≤x≤0.15，或者，其中Co替换为Fe或Ni，降低合金马氏体相变温度，与磁相变耦合，在室温发生一级磁结构相变；

S1、配料：按化学计量比Mn_1-xCo_1+xGe，0.01≤x≤0.15，计算出所需Mn、Co和Ge元素单质的质量进行配料，配料时Mn的配比比计算得出的量多3-10wt.％；

S2、进行电弧熔炼：将配好的原料放入水冷式铜坩埚电弧炉中，真空度抽至5×10^-3Pa以下，充入0.8-1个大气压的纯度为99.999％的氩气，进行电弧熔炼，反复熔炼4-5次，得到Mn_1-xCo_1+xGe样品铸锭；

S3、将步骤S2得到的Mn_1-xCo_1+xGe样品铸锭进行后处理，得到Mn_1-xCo_1+xGe粉末；

该步骤的后处理采用高能球磨法：将步骤S2得到的Mn_1-xCo_1+xGe样品铸锭先用玛瑙研钵进行初碎，然后将初碎的粉末与球磨子、研磨助剂一起置于硬质合金球磨罐中，在氩气的保护下以200rpm高能球磨0.5-18h，球磨过程结束后取出球磨罐，置于氩气气氛的手套箱中干燥，干燥完全后即得到Mn_1-xCo_1+xGe粉末。

2.如权利要求1所述的一种在MnCoGe基合金中实现宽温区巨负热膨胀的方法，其特征在于，所述步骤S3中的后处理替换为直流电弧等离子体纳米粉制备方法：将Mn_1-xCo_1+xGe样品铸锭装入直流电弧等离子体纳米粉制备设备腔中，炉腔内抽真空至5×10^-3Pa，通入40-50kPa氩气与15kPa氢气，氢气不能超过总体的40％，通过40A直流电弧制粉，制粉结束后20-50min后排氢，排氢结束后首先通入50kPa氩气，然后每隔10-30min通入5kPa氩气，直至到达大气压，制得的纳米粉在腔体中沉降1-2天，收集即得Mn_1-xCo_1+xGe纳米粉末。

3.如权利要求1所述的一种在MnCoGe基合金中实现宽温区巨负热膨胀的方法，其特征在于，所述Mn、Co、Ge、Ni和Fe的单质纯度均超过99.99％。

4.如权利要求1所述的一种在MnCoGe基合金中实现宽温区巨负热膨胀的方法，其特征在于，所述步骤S2中电弧熔炼的步骤为：首先从Co开始，使得Co熔化后包覆住易挥发的Mn以及容易迸溅的Ge；在第一次熔炼时，用20-30A电流将金属熔化，看到坩埚内金属液流动即可，将第一次熔炼的块状样品翻面，加大电流至35-40A再熔炼4-5次，即可得到均匀的Mn_1-xCo_1+xGe样品铸锭。

5.如权利要求1所述的一种在MnCoGe基合金中实现宽温区巨负热膨胀的方法，其特征在于，所述步骤S3中用玛瑙研钵手工研磨10-15min，研磨助剂为酒精。

6.如权利要求5所述的一种在MnCoGe基合金中实现宽温区巨负热膨胀的方法，其特征在于，所述步骤S3中研磨后得到的粉末与球磨子、酒精按1：5：0.6的比例依次加入硬质合金球磨罐中。