[发明专利]一种低启动阀值的磁性记忆合金及其制备方法

说明书

本发明提供一种低启动阀值的磁性记忆合金及其制备方法，该合金与现有材料相比具备优良的力学性能和磁致应变低启动阀值这两方面的优点。该合金化学式为：Co_xAl_yNi_zPr_j；其中，32.8≤x≤39.7，32.5≤y≤37.6，28.3≤z≤32.4，0.6≤j≤1.2，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了共格超细弥散分布的Co₁₉Pr₅金属间化合物，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低启动阀值的特点，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，具体涉及一种低启动阀值的磁性记忆合金及其制备方法。

背景技术

铁磁形状记忆合金是在上个世纪90年代发展起来的一类新型形状记忆合金。这种新型合金同时具备了热弹性马氏体相变和铁磁性转变，而且其形状记忆效应能在磁场控制下进行，其磁致应变不会受到合金导热性和散热条件影响。相比于传统温度控制形状记忆合金，铁磁形状记忆合金具有应变大、响应频率高的优点。因此，铁磁形状记忆合金有很大潜力成为下一代智能材料的首选，在机械工程、自旋电子器件、智能传感器等高新技术领域有着广泛应用。

目前，国内外对铁磁形状记忆合金的实验和理论研究还在不断发展.在磁性形状记忆合金中，孪晶界的形成是高温下高对称的奥氏体向低温低对称性的马氏体发生无扩散型马氏体相变所产生的。由于该类合金马氏体相具有很强的磁各向异性，马氏体相的磁矩沿着易磁化轴的方向排列，越过孪晶界时，磁化强度的方向发生改变。在无磁场时，马氏体变体中磁化强度方向沿着易磁化轴方向排列以降低静磁能。在加外磁场后，马氏体变体的磁化强度方向将趋向于外磁场方向以降低塞曼能。如果磁各向异性较弱，则磁化强度会转向外磁场方向，产生磁致伸缩。然而，由于现有的铁磁性形状记忆合金在外磁场下的磁致应变启动阀值较高，导致由这类合金制备出的传感器或电子器件必须在较强磁场干预下才能发生明显的磁致应变，严重的增加了该类电子器件的使用条件和要求，因此期望开发出一种具有较好的力学性能、磁致应变大和应变启动阀值低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，本发明提供了一种低启动阀值的磁性记忆合金，同时提供一种低启动阀值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：一种低启动阀值的磁性记忆合金，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低启动阀值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1600～1700℃；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5～9s·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660～750℃；时间：10～15小时；真空度：1×10^-3～5×10^-3MPa；施加磁场强度：1×10⁶～6×10⁷A·m^-1；磁场上升速率为：800A·m^-1·s^-1；