[发明专利]一种多孔Mn-Al-C铁磁性形状记忆合金的制备方法

说明书

本发明提供了一种多孔Mn‑Al‑C铁磁性形状记忆合金的制备方法，包括如下步骤：S1、将Mn粉、Al粉、C粉和造孔剂混合，得到混合粉末；将所述混合粉末与酒精混合，得到均一的固液混合物；S2、将所述固液混合物置于坩埚中，在保护气氛下进行烧结，然后冷却后去除表面的氧化层，制得所述多孔Mn‑Al‑C铁磁性形状记忆合金。本发明的制备方法，所需设备简单，制备工艺简单，成本低，且容错率较高，因此有效降低了Mn基形状记忆合金的制备难度和成本；同时，使得制备得到的合金兼具块体合金的尺寸较大和多孔合金具有相对较大的应变输出的特点，通过调节孔隙率可有效调节合金的磁致应变。

技术领域

本发明涉及磁致应变形状记忆合金技术领域，具体地，涉及一种多孔Mn-Al-C铁磁性形状记忆合金的制备方法。

背景技术

Mn基铁磁性记忆合金同时具有单程/双程记忆效应、磁控记忆效应及良好的阻尼性能而受到关注，但是其应变输出特别是磁控应变量还非常小(2％)，这大大限制了此类合金的工业应用。目前国内外对于锰基多孔合金的研究还非常少，特别是其磁控记忆效应等方面的研究还没有，但是这对于其工业应用非常重要。因为外磁场的变化控制比温度的变化控制具有更强的可控性与机动性，从而可以使材料的运用方式更加灵活，运用领域更加广泛，进而有效弥补很多机械结构方面的不足。

目前研究最多的多孔智能合金是Ni-Ti合金，因为其具有明显的应变输出(15％-20％)和较高的人体亲和度在医学，军事等领域有广阔应用前景；但是其造价较高导致难以广泛应用。

专利号为CN107470622A“一种通过热变形制备无稀土各向异性Mn-Al-C永磁合金的方法”，其利用熔炼以及放电等离子烧结的方法制备各项异性Mn基三元永磁体合金。但其主要目的在于对铁磁性τ相的保留，而没有考虑磁致应变这方面的性能。另外，在熔炼过程中Al与C容易形成化合物，从而会严重影响合金的物理性能和力学性能；采用等离子体烧结，会给制备带来困难，烧结的均匀性得不到保障，同时会增加材料的制造成本。

发明内容

为了解决Mn基块体合金形状记忆性能较差，应变输出还不够大且较难以控制的缺陷，本发明的目的是提供一种多孔Mn-Al-C铁磁性形状记忆合金的制备方法，以提供工艺简单，成分均匀，孔隙率和孔隙结构可控的Mn基铁磁性形状记忆合金的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供一种多孔Mn-Al-C铁磁性形状记忆合金的制备方法，包括如下步骤：

S1、将Mn粉、Al粉、C粉和造孔剂混合，得到混合粉末；将所述混合粉末与酒精混合，得到均一的固液混合物；

S2、将所述固液混合物在保护气氛下进行烧结，然后冷却后去除表面的氧化层，制得所述多孔Mn-Al-C铁磁性形状记忆合金。

优选地，步骤S1中，所述造孔剂为CO(NH₂)₂。

优选地，步骤S1中，所述混合粉末与酒精混合的具体步骤为：将酒精加到所述混合粉末中至恰好没过混合粉末，然后逐滴加入酒精，边滴加边搅拌，形成均一的固液混合物后停止滴加。多孔Mn-Al-C合金在烧结之前需要加入适量酒精进行形状固定。在混合粉末与酒精混合的步骤中，不可形成大量酒精悬浊液，否则会导致烧结表面疏松；若酒精太少，则会导致整个烧结试样不够致密。

更优选地，步骤S1中，酒精的用量为：所述混合粉末与酒精混合的体积比2.5：1～3.5：1。采用该用量比可以使粉末与酒精充分混合且不会形成大量悬浊液。

优选地，步骤S2中，所述烧结采用的坩埚为刚玉舟。使用刚玉舟时，将所述固液混合物置于刚玉舟中，所述固液混合物与刚玉舟的左右两侧存在空隙。