[发明专利]一种具有原位析出共格沉淀相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原位析出共格沉淀相的磁性记忆合金及其制备方法，属于形状记忆合金领域，该合金与现有材料相比具备优良的兼具优良力学性能和优良的磁性性能这两方面的优点。该合金化学式为：Co_xNi_yAl_zTm_j；其中，35.1≤x≤39.9，29.6≤y≤32.7，28.5≤z≤31.8，0.9≤j≤1.8，x+y+z+j＝100，x、y、z、j表示摩尔百分比含量。本发明磁控形状记忆合金与现有材料相比，在合金的基体相中形成的微米级别短棒状的共格Co₅Tm金属中间相，使合金兼具良好的力学性能和磁性性能的特征，促使合金能够实现兼具优良力学性能和磁性性能的特点，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，具体涉及一种具有原位析出共格沉淀相的磁性记忆合金及其制备方法

背景技术

磁性形状记忆合金是上世纪90年代发展起来的一类新型形状记忆合金。这类形状记忆合金同时具备热弹性马氏体相变和铁磁性转变的特征，可以实现磁场对其形变的控制。传统的温控形状记忆合金，如NiTi基、Fe基等合金，这类合金虽然应变较大，但是响应太慢，而巨磁致伸缩材料与压电材料这类形状记忆合金响应频率高，应变却很小。磁性形状记忆合金作为一种新的形状记忆合金，同时具备了应变大、响应快的特点，而且这类合金还伴随有磁热、磁阻等物理效应。所以，磁性形状记忆合金被认为是新型功能材料的主导，将会在生物、环境、航空等领域有广泛的应用。

目前，芬兰的AdaptaMat公司已将Ni₂MnGa合金作为驱动敏感材料应用于新型驱动器的制造中。然而，该类驱动器在多次循环使用之后会发生功能失效的现象，究其原因是由磁性形状记忆合金的磁致应变功能疲劳所引起，严重的阻碍了该类驱动的在工业领域的应用和推广。因此，期望开发出一种力学性能优良、磁致应变较大和功能疲劳寿命较长的新型磁控形状记忆合金来加速实现其工业上的应用和推广。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种具有原位析出共格沉淀相的磁性记忆合金，同时提供一种具有原位析出共格沉淀相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：一种具有原位析出共格沉淀相的磁性记忆合金，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原位析出共格沉淀相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.1×10^-3～5×10^-3MPa的低真空状态；b.熔炼温度为1450～1550℃；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15～20s·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600～650℃；时间：10～15小时；真空度：1×10^-3～5×10^-3MPa；施加磁场强度：2×10⁶～2×10⁷A·m^-1；磁场上升速率为：1200A·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：1200A·m^-1·s^-1；待冷却至室温取出即得到最终的磁性记忆合金。