[发明专利]NiMnGaSi合金粘结磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种铁磁形状记忆合金及其制备方法，特别是一种 NiMnGaSi合金粘结磁体及其制备方法。

背景技术

NiMnGa系铁磁性形状记忆合金，是近几年来发现的一种新型智 能材料，它具有强铁磁性、大磁致应变以及温控和磁控形状记忆效应 等特性，有望成为新一代驱动与传感材料，应用前景十分广阔。利用 磁场改变马氏体变体的取向，可以产生大的磁致应变，如S.J.Murray 等于2000年得到6％的磁致应变，A.Sozinoy等于2002年得到9.5％ 的磁致应变。但这些大的磁致应变，一般都发生在NiMnGa单晶中。 由于单晶制备工艺复杂、制备成本高、材料脆性大、生产效率低，很 难大规模推广应用。

为此，人们把目光转向铸态多晶NiMnGa材料。由于一般的铸态 多晶NiMnGa材料磁致应变较小，难加工成各种复杂形状，高频涡流 损耗高，无法应用。人们在实践中发现，通过定向凝固、快淬、非化 学计量和掺杂等方法，能有效地提高多晶NiMnGa材料的磁致应变性 能和机械性能，并改变相变温度；另外，可以先采用研磨方法制取多 晶NiMnGa粉末，再加适量的粘结剂模压定型，能较有效地克服多晶 NiMnGa材料难以加工成各种复杂形状及在高频电磁场作用下易发 热等问题。但传统研磨由于外应力的引入，会使多晶NiMnGa材料的 磁致应变性能和其它性能指标下降，不利于该材料的应用。

发明内容

本发明的目的是为解决铸态多晶NiMnGa材料脆性大、难加工成 各种复杂形状、高频涡流损耗高等问题，又为解决传统的NiMnGa 粉末粘结方法(是将铸锭研磨成一定粒度的粉末，再加适量的粘结剂 模压定型而成)由于铸锭研磨的外应力而使NiMnGa材料磁致应变性 能和其它性能指标下降等问题，发明一种采用还原扩散方法制备 NiMnGaSi合金粉末，再将其粘结成一体的NiMnGaSi合金粘结磁体 及其制备方法。

本发明的目的是按如下的方式来实现。

所述NiMnGaSi合金粘结磁体由Ni、Mn、Ga、Si四种元素组成。

所述NiMnGaSi合金粘结磁体的制备方法为：

选用Ni₂O₃粉末、Ga₂O₃粉末、Mn粉、Ca粉、SiO₂乳胶液；以 制备1000克NiMnGaSi合金粘结磁体为计量的起点，则

Ni₂O₃的用量为   680-720克

Ga₂O₃的用量为   320-360克

Mn的用量为      240-316克

Ca的用量为      865-1005克

SiO₂的用量为    3.8-6.5克

所选的原料Ni₂O₃、Mn、Ga₂O₃粉未的纯度在99.9％以上，颗粒 尺度为微米数量级；SiO₂乳胶液的纯度为70％，颗粒尺度为纳米数量 级；Ca粉的纯度在99.9％以上，颗粒尺度为1毫米及以下。

所选的原料Ni₂O₃粉、Mn粉、Ga₂O₃粉、Ca粉在真空球球磨机 上进行均匀混料，再将以上混料与SiO₂乳胶液进行均匀混合，最后 将混合料在压料机下用10Mpa左右压力成型，成型的原料送入真空 管式炉，通过还原反应和扩散反应后，将反应物经去离子水溶液并多 次加热浸渍、清洗、分离，分离的合金粉末经真空干燥，得到NiMnGaSi 合金粉末。

以上操作要求在真空手套箱内进行，并在高纯氩气保护下完成。

再将NiMnGaSi合金粉末粘结成一体，即得到NiMnGaSi合金粘 结磁体。

所述还原反应为：

Ni₂O₃+3Ca＝2Ni+3CaO

Ga₂O₃+3Ca＝2Ga+3CaO

SiO₂+2Ca＝Si+2CaO