[发明专利]一种液态模锻制备超弹性NiMnInCo磁记忆合金的方法

说明书

本发明属于能源化工领域，公开了一种液态模锻制备超弹性NiMnInCo磁记忆合金的方法。本发明采用液态模锻方法制备一种超弹性NiMnInCo磁性形状记忆合金，为磁性形状记忆合金的应用拓展了思路。本发明的超弹性NiMnInCo铁磁性形状记忆合金按如下步骤进行制备：按照原子百分比取料、混匀、烧结，即得到超弹性NiMnInCo铁磁性形状记忆合金。本发明制备的磁性形状记忆合金NiMnInCo具有良好的超弹性、组织细小等优点。

技术领域

本发明属于磁性记忆合金领域，具体涉及一种液态模锻制备超弹性NiMnInCo磁记忆合金的方法。

背景技术

磁驱动形状记忆合金兼具响应频率高和输出应变大的优点，近年来受到高度重视。目前在许多合金中发现了磁驱动形状记忆效应，主要包括：Ni-Mn-Ga，Ni-Fe-Ga，Fe-Pd，Fe-Pt，Ni-Mn-Al，Co-Ni-Ga，Co-Ni-Al以及Ni-Mn-X(X＝In，Sn，Sb)合金等。其中Ni-Mn-Ga合金是发现最早、也是应用潜力最大的磁驱动形状记忆合金。但其磁诱发应变来源于外磁场驱动马氏体孪晶变体重排，最大磁感生应变可达10％，但输出应力受磁晶各向异性能所限，仅有几个MPa；另一类就是近十年新发现的以Ni-Mn-X(X＝In,Sn,Sb)合金为代表，其磁感生应变源于外磁场作用下的磁致马氏体逆相变，其机理在于把合金在马氏体状态下变形，置于比马氏体逆相变开始温度(As)略低的环境温度中，对合金施加磁场使得As温度下降，当As温度降低到环境温度以下时，此时无需改变环境温度即可发生马氏体逆相变，形变得以恢复。Ni₄₅Co₅Mn_36.7In_13.3单晶通过磁致马氏体逆相变获得了3％的磁控形状记忆效应，理论输出应力可达108MPa。但遗憾的是，目前NiCoMnIn合金获得的磁控形状记忆效应是单程的、脆性大，无法满足多次往复动作机构的要求，在一定程度上限制其实际应用。因此开发具有大磁控双程形状记忆效应、良好超弹性的NiCoMnIn合金，以实现快响应、大输出应变、高输出应力、高超弹性，满足多次往复运动智能结构对高性能驱动材料的要求。因而，我们首先必须获得超高弹性的NiCoMnIn合金，才能通过一定的处理后得到大磁控双程形状记忆效应的NiCoMnIn合金，这些必将成为记忆合金应用和发展的主要研究方向之一。

发明内容

细晶强化可以显著改变合金相变温度并改善其机械性能和物理性能。为了解决现有NiMnInCo磁记忆合金脆性大、机械加工性能较差的问题，本发明利用特殊成型思想，通过液态模锻方法制备超弹性NiMnInCo磁记忆合金。

一种液态模锻制备超弹性NiMnInCo磁记忆合金的方法，包括以下步骤：

步骤S1：按照原子百分比分别取原料Ni粉、Mn粉、In粉、Co粉；

步骤S2：将步骤S1中的原料通过搅拌器混合均匀；

步骤S3：将步骤S2中混合均匀的原料倒入自行设计的成型模具中；

步骤S4：采用万能试验机对步骤S3中所述成型模具施压，将其中的粉末状原料制成长方体式样；

步骤S5：将步骤S4的成型模具连同式样一起置于热等压烧结炉中进行烧结；

步骤S6：将步骤S5制备的样品随炉冷却至室温取出，即得到超弹性NiMnInCo磁记忆合金。

进一步的，步骤S1中所述的Ni粉为50-52份，Mn粉为34份，In粉为16-14份，Co粉为0-2份；

进一步的，步骤S2中搅拌器的转速为200r/min-500r/min，搅拌时间为2-3h；