[发明专利]一种高强、高塑性Ni50Mn34In16-xCox磁记忆合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种磁性形状记忆合金的制备方法，特别是一种高强、高塑性Ni₅₀Mn₃₄In_16‑xCo_x磁记忆合金的制备方法。按照原子百分比取料、混炼、成型、脱脂、烧结，即得到高强度高强、高塑性的Ni₅₀Mn₃₄In_16‑xCo_x(x＝2，3，4，5)。本发明制备的磁性形状记忆合金Ni₅₀Mn₃₄In_16‑xCo_x(x＝2，3，4，5)具有韧性好、强度大、组织细小等优点。为高温高塑性形状记忆合金的应用拓展了思路。

技术领域

本发明涉及一种高强、高塑性Ni₅₀Mn₃₄In_16-xCo_x磁记忆合金的制备方法。

背景技术

1996年，Ullakko等人首次在Ni₂MnGa单晶中获得约0.2％的可逆应变，自此拉开了磁驱动记忆合金的研究序幕，现已成为形状记忆合金领域的研究热点。当前研究较广泛的磁驱动记忆合金主要包括：Ni-Mn-Ga(Al)，Ni-Fe-Ga，Co-Ni-Ga(Al)以及新型的Ni-Mn-In(Sn,Sb)合金。Ni-Mn-Ga基合金是发现最早、也是目前研究最为广泛的磁形状记忆合金，其磁感生应变来源于外磁场作用下马氏体孪晶变体重排产生的宏观应变，具有此种变形机制的合金获得大磁感生应变的关键是具有高的磁晶各向异性能和低的孪晶界移动临界应力。目前在 Ni-Mn-Ga系列合金中，单晶最大可逆应变量达到10％，但由于变体重排所产生的输出应力较小，仅为2MPa左右，难以满足实际工程的应用要求。近期，新型磁驱动记忆合金系Ni-Mn-X(X＝In,Sn,Sb)引起各国研究者的注意。该系列 Heulser合金在偏离化学计量比时具有热弹性马氏体相变，在一定的成分范围内或掺杂铁磁元素Co后实现了真正意义上的磁场驱动相变，产生宏观应变，该系列合金磁感生应变的本质是马氏体相与母相具有较大的饱和磁化强度差，在外磁场作用下合金相变温度显著降低，在一定温度范围内施加外磁场则可使其发生马氏体逆相变从而具有形状记忆效应，并输出较大的应力。但是Ni-Mn-In合金体系仍存在脆性大，磁场驱动相变的门槛值高，居里温度低等缺陷，在一定程度上限制其实际应用。所以如何提高磁场生应变，降低磁场驱动门槛值，改善合金机械性能，获得大的磁熵变和巨磁阻效应，已成为记忆合金应用和发展的主要研究方向。

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。因此通过金属注射成形和烧结工艺结合制备Ni₅₀Mn₃₄In₁₆磁记忆合金来改善合金力学性能并提高磁学性能的有效方法之一。

金属注射成形(Metal Injection Molding，简称MIM)是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金成形技术，众所周知，塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的制品，但塑料制品强度不高，为了改善其性能，可以在塑料中添加金属或陶瓷粉末以得到强度较高、耐磨性好的制品。近年来，这一想法已发展演变为最大限度地提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使成形坯致密化。

发明内容

为了解决现有Ni-Mn-In-Co系列形状记忆合金脆性大，驱动磁场门槛值高的问题，本发明提供一种通过金属注射成形和烧结工艺结合来制备 Ni₅₀Mn₃₄In_16-xCo_x(x＝2，3，4，5)磁记忆合金的方法。