[发明专利]一种高强度Ni50Mn34In16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，特别是一种高强度Ni₅₀Mn₃₄In₁₆磁记忆合金的制备方法，本发明的高强度Ni₅₀Mn₃₄In₁₆按如下步骤进行制备：按照原子百分比取料、混炼、成型、脱脂、烧结，即得到高强度Ni₅₀Mn₃₄In₁₆。本发明制备的Ni₅₀Mn₃₄In₁₆合金具有更高的断裂强度、断裂应变，该磁性形状记忆合金晶粒尺寸细小，以期驱动磁场门槛值降低并具有优异的磁学性能，为高温高塑性形状记忆合金的应用拓展了思路。

技术领域

本发明属于磁记忆合金领域，具体涉及一种高强度Ni₅₀Mn₃₄In₁₆磁记忆合金制备方法。

背景技术

形状记忆合金因具有较大的可逆应变和响应频率成为当前最有应用前景的驱动材料，其形状记忆效应和超弹性行为目前已经得到广泛的应用。传统的温控形状记忆合金，如TiNi基、Cu基和Fe基合金，由于受温度场驱动以响应频率较低，因此实际应用受到限制。而磁驱动记忆合金除了具有传统记忆合金的一般特点外，还可以在磁场的作用下输出较大应变，不但克服了受温度场限制的缺点，还将记忆合金的工作频率从温控状态的1Hz左右(TiNi记忆合金薄膜的热驱动工作频率最高可达100Hz)，提高到了磁控状态下的～KHz。

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。

发明内容

本发明为了解决现有Ni-Mn-In系列形状记忆合金脆性大，驱动磁场门槛值高的问题，提供一种通过金属注射成形和烧结工艺结合来制备Ni₅₀Mn₃₄In₁₆磁记忆合金的方法，该方法通过金属注射成形和烧结工艺结合实现细晶强化，显著改变合金相变温度并改善其合金力学性能并提高磁学性能。

本发明采用如下技术方案：按照原子百分比取50份的Ni粉、34份的Mn 粉、16份的In粉通过搅拌器混合均匀，然后加入一定量的粘结剂进行混炼，然后通过金属注射成形机注射成型，最后脱脂烧结，制得Ni₅₀Mn₃₄In₁₆磁记忆合金；所述粘结剂由石蜡：聚乙烯：油酸按照质量比3：2：5组成。