[发明专利]一种具有高功能寿命的磁性记忆合金及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有高功能寿命的磁性记忆合金及其制备方法，属于形状记忆合金领域，该合金与其他磁性形状记忆合金相比具备优良力学性能的和高功能寿命这两方面的优点。该合金化学式为：Co_xNi_yAl_zNd_j；其中，31.9≤x≤39.8，30.1≤y≤34.6，29.2≤z≤35.7，0.8≤j≤1.5，x+y+z+j＝100，x、y、z、j表示摩尔百分比含量。本发明磁性形状记忆合金与现有材料相比，在记忆合金的第二相周围形成了共格超细的Co₇Nd₂金属间化合物，在强化第二相力学性能同时大大的提高了其磁性能和抗功能疲劳性能，使合金兼具优良力学性能和高功能寿命，大大的拓宽了该类合金的工业应用范围。

技术领域

本发明属于形状记忆合金领域，具体涉及一种具有高功能寿命的磁性记忆合金及其制备方法。

背景技术

现在社会正以空前的速度飞快地发展，在发展过程中强烈地依赖于材料、信息和能源产业。材料在其中扮演着举足轻重的作用。而智能材料是世界上迅速发展的材料技术的一个新领域。应用最广泛的智能材料有压电材料，磁致伸缩材料和形状记忆合金。最近，发现了许多具有多种功能的新材料，如铁磁铁电材料，铁电形状记忆合金，铁磁性形状记忆合金。其中铁磁性形状记忆合金兼具高响应频率和大磁致应变，成为工业执行器的理想材料之一。

目前，在工业应用中执行器件需要面临着较高的使用频率和使用次数，在多次高频循环应变以后，作为执行器关键材料的铁磁性形状记忆合金的磁致应变功能逐渐衰退，导致执行器的功能衰退乃至失效，极大的阻碍了以该类材料为核心部件的执行器在工业上的应用和推广。对此期望开发出一种力学性能优良、较大的磁致应变和高功能疲劳寿命的新型磁控形状记忆合金来加速其工业应用和推广。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种具有高功能寿命的磁性记忆合金，同时提供了一种具有高功能寿命的磁性记忆合金的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：一种具有高功能寿命的磁性记忆合金，其特征在于：以摩尔百分比计，其原料及配比如下：

本发明还公开了一种具有高功能寿命的磁性记忆合金的制备工艺，其特征在于，具体步骤如下：

S1.配料：按上述比例配料秤重；

S2.熔炼：将配好的原料置于坩埚中进行真空熔炼，其熔炼条件为：a.5×10^-2～1×10^-3MPa的低真空状态；b.熔炼温度为1550～1650℃；c.熔炼过程采用磁搅拌；d.熔炼时间按照公式t＝K×(M^-1/2)来获得，式中元素系数K为11～15s·g^-1/2，M为所熔炼合金的质量，单位为g；t为熔炼时间，单位为s；

S3.磁场热处理：将上述真空熔炼得到的合金锭进行真空磁场热处理，处理条件为：温度630～680℃；时间：7～15小时；真空度：5×10^-2～1×10^-3MPa；施加磁场强度：1×10⁵～5×10⁶A·m^-1；磁场上升速率为：600A·m^-1·s^-1；

S4.冷却；随后随炉冷却，冷却速度范围为：0.01～0.5℃·s^-1；磁场降低速率为：600A·m^-1·s^-1；待冷却至室温取出即得到最终的磁性记忆合金。