[发明专利]一种高温高韧大磁热效应的Ni-Co-Mn-Sn-Cu合金、制备方法及其应用

说明书

一种高温高韧大磁热效应的Ni‑Co‑Mn‑Sn‑Cu合金、制备方法及其应用，本发明属于磁性材料技术领域，具体涉及一种高温高韧大磁热效应的Ni‑Co‑Mn‑Sn‑Cu合金、制备方法及其应用。本发明要解决现有Ni‑Mn‑Sn铁磁形状记忆合金体系所存在的脆性大和难以满足较高环境温度下使用的问题。化学通式为Ni_48‑xCo_xMn₃₇Sn₉Cu₆，其中x为摩尔分数，0＜x≤12且所述合金中元素的摩尔数之和为100。方法：一、备料；二、电弧熔炼；三、均匀化处理最终获得Ni_48‑xCo_xMn₃₇Sn₉Cu₆磁制冷合金材料。

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，具体涉及一种高温高韧大磁热效应的Ni-Co-Mn-Sn-Cu合金、制备方法及其应用。

背景技术

高效能源利用和环境保护作为各国可持续发展战略的基础，已成为全球关注的焦点。目前，蒸汽压缩制冷技术面临着替代制冷剂、提高制冷效率的挑战。寻找替代的制冷技术迫在眉睫。近年来，磁制冷技术已被证明是一种很有前途的环保型、高能效的制冷技术。在磁制冷技术的发展过程中，Ni-Mn-Sn铁磁形状记忆合金具有直接磁场诱导的反向马氏体相变(MFIRMT)和良好的磁热效应(MCE)，在高效固态制冷领域具有广阔的应用前景。除了需要具有较大MCE的之外，良好的力学性能是另一个必备因素，从而可将其加工成所需的形状，以提高热交换性能，同时能够具有更长的使用寿命。但现有的Ni-Mn-Sn基磁性记忆合金的力学性能普遍较差，严重制约了其发展与应用。此外，这类合金的工作温度普遍较低，难以满足较高环境温度下的使用条件。到目前为止，现有的Ni-Mn-Sn基磁制冷材料均无法同时解决以上所有问题。因此，开发一种具有巨大的MCE、较高的工作温度和优异的力学性能的新型Ni-Mn-Sn基磁制冷材料具有重要的实用价值。

发明内容

本发明是要解决现有Ni-Mn-Sn铁磁形状记忆合金体系所存在的脆性大和难以满足较高环境温度下使用的问题，而提供一种高温高韧大磁热效应的Ni-Co-Mn-Sn-Cu合金、制备方法及其应用。

一种高温高韧大磁热效应的Ni-Co-Mn-Sn-Cu合金的化学通式为Ni_48-xCo_xMn₃₇Sn₉Cu₆，其中x为摩尔分数，0＜x≤12且所述合金中元素的摩尔数之和为100。

具体实施方式二：本实施方式一种高温高韧大磁热效应的Ni-Co-Mn-Sn-Cu合金的制备方法是按以下步骤完成的：

一、备料：按照化学通式为Ni_48-xCo_xMn₃₇Sn₉Cu₆进行配料，其中x为摩尔分数，0＜x≤12且所述合金中元素的摩尔数之和为100，分别称取镍块、锰块、锡块、钴块以及铜块作为原料；

二、将步骤一称取的原料放置在熔炼坩埚中，进行电弧熔炼得到Ni-Co-Mn-Sn-Cu纽扣铸锭；

三、将Ni-Co-Mn-Sn-Cu纽扣铸锭机械抛光去除表面杂质，然后先采用丙酮清洗2～3次再采用酒精清洗2～3次并封装入真空度为10^-3Pa的石英管中，在1073K下保温36～48h进行均匀化处理，并淬入冰水中，最终获得Ni_48-xCo_xMn₃₇Sn₉Cu₆磁制冷合金材料。

本发明有益效果：