[发明专利]一种低内耗大磁致伸缩合金及制备方法

说明书

本发明涉及一种低内耗大磁致伸缩合金及制备方法，所述材料各组分的重量百分含量为：C：0.02～0.05％，B：0.007～0.015％，Ca：0.002～0.01％,Mo：0.10～0.99％，Nb：1.0～2.0％，Ti：3.1～4.0％，Al：0.1～0.3％，Ni：55.01～70.00％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明所述低内耗大磁致伸缩合金其制备方法简单易行，合金的内耗低，磁致伸缩系数大，有效降低了磁致伸缩材料内弹性波的衰减，应用于磁致伸缩传感器，解决了现有技术生产的磁致伸缩传感器信号衰减快、信号远传性能差等的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种合金，特别涉及一种低内耗大磁致伸缩合金材料及制备方法。

背景技术

磁致伸缩材料是自上世纪六七十年代迅速发展起来的新型智能功能材料，具有电磁能与机械能的转换功能，是重要的能量与信息转换功能材料，在位移测控技术、海洋探测与开发技术、微位移驱动、减振与防振、减噪与防噪系统、智能机翼、机器人、自动化技术、燃油喷射技术微传感器、微振动器及微马达等工程领域中有着广泛的应用。被视为21世纪提高国家高科技综合竞争力的战略性材料，磁致伸缩材料制备的磁致伸缩传感器在国民经济和工业生产中起着越来越重要的作用。磁致伸缩位移传感器等精密元器件日益向大量程、高精度和高灵敏度方向发展，这对精密元器件用磁致伸缩合金的内耗和磁致伸缩性能提出了更高的要求。

内耗，即Q^-1值，表示谐振子在一个振动周期内能量的衰减程度。在相同的参数条件下，器件的饱和磁致伸缩值λ_s值越大，其可维持的振幅就越大，越有利于提高器件的灵敏度，降低噪声水平。磁致伸缩位移传感器等精密元器件工作时，其内的磁致伸缩材料产生的信号需要进行远距离传输工作，当磁致伸缩材料的频率温度系数Q^-1值很大时，器件中的弹性波信号随着距离的变化将会有很大的衰减，导致器件不能正常的工作。因此，磁致伸缩材料必须同时具有大的λ_s值和低的Q^-1值，才能确保器件的可靠性和稳定性。

在现有的几类磁致伸缩合金材料中，材料的Q^-1值普遍偏大，难以满足高精度远距离传输传感器的使用要求。大部分FeNi系磁致伸缩材料的Q^-1值一般在3×10^-3～5×10^-4之间，FeCo、FeGa及FeAl系高磁致伸缩材料的Q^-1值一般高于1×10^-3。虽然稀土超磁致伸缩材料具有超高的饱和磁致伸缩系数，但其脆性大，不易加工成传感器所需尺寸的细丝，而且其内耗过大，磁致伸缩引起的信号也不能长距离传输。具有小的Q^-1值的弹性合金如3J33一般在1×10^-4～4×10^-5之间，但其饱和磁致伸缩系数接近零，无磁致伸缩效应。因此，亟需开发出具有大磁致伸缩性能兼具有更低内耗的磁致伸缩材料，以满足高精密元器件的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低内耗大磁致伸缩材料及其制造方法，所述材料解决现有磁致伸缩材料不能兼具低内耗和大磁致伸缩系数，而导致传感器灵敏度不高、远传性能不佳的问题。本发明所述材料的饱和磁致伸缩系数λs≥20×10^-6、内耗Q^-1≤1×10^-4/℃、且具有良好可加工性能。

本发明的技术方案如下：

一种低内耗大磁致伸缩合金，该合金各组分的重量百分含量为：C：0.02～0.05％，B：0.007～0.015％，Ca：0.002～0.01％,Mo：0.10～0.99％，Nb：1.0～2.0％，Ti：3.1～4.0％，Al：0.1～0.3％，Co：1～2％，Ni：55.01～70.00％，余量为Fe及不可避免的杂质。