[发明专利]一种镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金及其制备方法。本发明的镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金的化学组成按原子百分比计为：镍48at％～50at％，钴1at％～4at％，锰34at％～39at％，铁0～5at％，锡8at％～9at％，其制备方法包括以下步骤：1)将镍、钴、锰、铁和锡按照设定的原子百分比混合加入金属熔炼炉；2)将适量锰加入金属熔炼炉补充熔炼过程中锰的挥发损失；3)将保护气充入金属熔炼炉，进行熔炼。本发明的镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金的塑性大、强度高、机械循环稳定性好，且具有大于4％的超弹性能。

技术领域

本发明涉及一种镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金及其制备方法。

背景技术

镍锰磁性形状记忆合金具有磁诱发回复应变、大输出应力、巨磁热效应、高响应频率及弹热效应等优异性能，是继压电陶瓷和磁致伸缩材料之后潜在的新一代驱动和传感材料。然而，金属间化合物的本征脆性严重制约了该类材料的实际应用。

目前，人们普遍采用引入塑性第二相(γ相)的方法对镍锰磁性形状记忆合金进行增塑，传统γ相晶粒的平均尺寸较大(几十微米级别)，其典型的塑性变形机制虽然可以有效增强合金整体的强度和塑性，但也会严重阻碍Heusler基体相的马氏体相变晶格切变，导致合金的形状记忆效应和超弹性大幅降低。

因此，有必要开发一种塑性大、强度高、机械循环稳定性好、具有超弹性能的磁性形状记忆合金。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金，其化学组成按原子百分比计为：镍48at％～50at％，钴1at％～4at％，锰34at％～39at％，铁0～5at％，锡8at％～9at％。

优选的，一种镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金，其化学组成按原子百分比计为：镍48at％，钴4at％，锰34at％，铁5at％，锡9at％。

上述镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金的制备方法包括以下步骤：

1)将镍、钴、锰、铁和锡按照设定的原子百分比混合加入金属熔炼炉；

2)将适量锰加入金属熔炼炉补充熔炼过程中锰的挥发损失；

3)将保护气充入金属熔炼炉，进行熔炼，得到镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金。

优选的，步骤1)所述镍、钴、锰、铁和锡的纯度不低于99.995at％。

优选的，步骤2)所述锰的添加量为步骤1)中镍、钴、锰、铁和锡总质量的0.8％～1.2％。

优选的，步骤3)所述保护气为氩气。

优选的，步骤3)所述熔炼的熔炼电流不小于80A。

优选的，步骤3)所述熔炼为正反面至少各熔炼2遍，每遍至少熔炼5min。

本发明的有益效果是：本发明的镍钴锰磁性超弹性形状记忆合金的塑性大、强度高、机械循环稳定性好，且具有大于4％的超弹性能。

附图说明

图1为实施例1的铸态Ni₄₈Co₄Mn₃₄Fe₅Sn₉合金的背散射SEM图。

图2为实施例1的铸态Ni₄₈Co₄Mn₃₄Fe₅Sn₉合金的XRD图。