[发明专利]用于用MSM-合金制造单晶体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造单晶MSM-体以制造MSM-执行器的方法，还涉及这种单晶MSM-体，它是如何通过该方法被制造的。

背景技术

MSM-执行器(也称为“MSM-执行机构”)通常在现有技术中是已知的并且利用这样的效果，即，在磁场的影响下，所谓的磁控形状记忆材料(MSM=磁控形状记忆)实施膨胀运动(基于各MSM-体沿膨胀方向的长度，膨胀运动典型地处在个位数的百分比范围)，可以是驱动的基础并且就此而言可以是公知的借助永磁体和/或电磁体实现的调整元件的一种备选。

对这种MSM-执行器或MSM-执行元件的有效性起决定性作用的除了所使用的合金(典型地为NiMnGa-基的合金)外，就是晶体取向，MSM-元件沿这种晶体取向存在：假定由现有技术公开的用于制造单晶MSM-材料的方法具有的特性为，通过将已熔融的合金材料置入型壳(Formschale)以及紧接着通过合金材料的冷却或凝固产生的晶体取向是随机的，带来的结果是，晶轴的取向无法预定并且然后必须通过接下来MSM-体的制造步骤形成。这种装置在图5的现有技术中示出：一种以前述方式凝固且伸展的MSM-单晶10具有由型壳确定的几何纵轴12。但在材料凝固期间尽可能随机地形成在单晶10中的晶体取向，该晶体取向例如通过第一晶轴14和与之正交的第二晶轴16(其中，第三轴确定自动与这两者正交)描述。这会导致，可以从制好的单晶中裁出MSM-元件18(在之前通过测量求出晶轴后)，该MSM-元件具有由所示几何关系限定的最大尺寸(带有相应较多的边脚料)。这结果导致，在单晶MSM-元件的一般纵向尺寸在10mm至30mm的范围内以及所期望的横截面典型地在5mm²至30mm²之间时，必须生产出相应大的单晶10(图5)，以便也在不利的晶体取向的情况下能够制备MSM-元件的符合期望的最小尺寸。显然，这种假定公开的做法在多个方面都是无效率的；一方面通过所需的切割过程(典型地通过线切割实施)产生了大量的边脚料，另一方面不管怎样都需要鉴于求出晶体取向对产生的单晶进行测定(典型地通过X射线衍射发生)，以便尤其为接下来的切割创造前提条件。

从对图5的几何关系的示例性观察可知，最大可达到的尺寸(例如待制的MSM-元件的纵向延伸长度)受到限制。

由现有技术公知，所谓的成核晶体(籽晶)能在单晶制造过程中影响晶体取向。为此目的，主要将合适的且以所期望的方式取向的单晶在过程开始时包括在过程内，在其上有待制造的晶体完美地单晶成核。但这种做法从多方面看都有问题；不仅合适的成核晶体成本昂贵且尤其对实验室环境外的工业制造过程而言很难操作，而且这种成核晶体也要求十分精确的过程控制以达到正确的成核特性(倘若成核晶体具有排斥合金的材料，那么已产生的MSM-元件的MSM-效果还可能有其它缺陷)。因此除了按前面提出的问题存在提高效率的明显需求外，还存在简化过程技术的需求，目标是，实现操作简单且潜在的工业化过程来制造单晶MSM-体。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是，创造用于制造单晶MSM-体的方法以及相应的单晶MSM-体，它们在相关单晶材料的材料利用和效率方面有所改善，尤其是减少了用于用单晶MSM-体制造一个或多个MSM-元件的单晶材料的边脚料(Verschnitt)以及附加地使成核晶体变得没有必要。

该技术问题通过带有独立权利要求特征的方法解决；本发明有利的扩展设计方案在从属权利要求中说明。在本发明框架内要求附加地保护单晶MSM-体,(优选用于用作执行器或执行元件)，该单晶MSM-体通过按独立权利要求以及从属权利要求的方法制造。在此，以此为出发点，即，从要求保护的方法得出的(必要时进一步拆分成单个执行元件的)拆分的单晶MSM-体还用典型的(以及否则就公知的)热处理的和/或磁控机械的训练步骤进行处理，以便达到或优化MSM-特性。在此，尤其按照扩展设计方案被本发明包含在内的是，单个或多个MSM-执行元件在拆分后经受了热处理，以便激励磁控形状记忆特性；作为备选，这种热处理也可以在固化(verfestigen)后的MSM-合金材料上在拆分成多个MSM-执行元件之前进行。在本发明的优选扩展设计方案的框架内也规定，分开后(拆分后的)MSM-执行元件以训练的方式有针对性地且按预定运动，从而激励形状记忆特性。在此尤其规定(否则也假定为公知的是)，分开后的元件可能通过拉力和/或压力的施加而沿规定的膨胀方向有针对性地运动，以便因此借助这类机械冲程(Huebe)实施训练。