[发明专利]一种可用于纺织的Ni-Mn-Ga合金纤维丝及制备方法

说明书

【技术领域】

本发明属于纺织纤维领域，具体涉及一种可用于纺织的Ni-Mn-Ga合金纤维 丝。

【背景技术】

目前，随着人们生活水平的提高，对衣物的要求越来越高。由于工作等的需要， 人们对日常所穿的衣服不仅仅要舒适，而且要具有防辐射、磁屏蔽等功能。但现 在具有防辐射、磁屏蔽等功能的衣服，一般由基于嵌入衣服里的金属丝这种复合 的特殊面料制成，所用金属丝一般均为铁丝或者不锈钢微丝。如中国专利 CN104746194A《一种电磁屏蔽防辐射家用纺织纤维材料及其面料和应用》。由于 铁丝或者不锈钢微丝刚度过大，柔软度远远不能满足度衣服舒适度的需求。因此， 研究开发一种高柔软度的合金微丝成为了关键。

Ni-Mn-Ga合金纤维丝属于形状记忆合金，其记忆效应源于低温下的马氏体相 变。在较低的温度下，该合金是马氏体结构。这种孪晶马氏体结构，使得该合金 纤维丝具有柔软度高，与纺织所用的普通纤维丝线相近，可实现任意的弯曲变形， 并且抗拉轻度较大、不易拉断的特点。该合金马氏体相变点对成分特别敏感，可 以通过调节各元素之间的原子比，使马氏体相变点在室温以上或者更高。这样， 该合金纤维丝在较高的温度下就是马氏体结构。因此，该合金纤维丝可用作纺织 纤维或者编制在面料中。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种可用于纺织的Ni-Mn-Ga合金纤维丝，制备得到 的合金丝柔软度高，与纺织所用的普通纤维丝线相近，可任意弯曲变形，抗拉强 度较大，可用作纺织纤维或者编织在面料中。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种可用于纺织的Ni-Mn-Ga合金纤维丝，合金丝柔软度高，与纺织所用的 普通纤维丝线相近，可任意弯曲变形，抗拉强度较大，可用作纺织纤维或者编织 在面料中。

该合金丝成分为：(2X4)。

制备的合金丝长度可达几十厘米，直径在20-300m之间，丝材表面质量良好。

一种可用于纺织的Ni-Mn-Ga合金纤维丝的制备方法，所述方法按以下步骤 进行：

(1)熔炼

按照名义成分(2X4)的原子比，称重配料，所用 单质Ni、Mn、Ga的纯度均在99.98％以上。将上述单质放入电弧熔炼炉中，抽 到高真空(xpa)状态后，充入氩气至0.05Mpa后进行熔炼，熔炼过程中翻转4-5 次，并利用电磁搅拌均匀化成分，降低偏析程度，得到该合金的纽扣锭。

(2)热处理

将熔炼得到的纽扣锭，与钛块、单质锰片一起封入石英管中，放入箱式炉中 退火。钛块用于防止氧化，单质锰片应用于在石英管内形成Mn氛围，减少Mn 的挥发。退火温度为900-1000℃，退火时间为2-3天，然后对纽扣锭进行水淬处 理。

(3)制备微丝

将退火水淬后的纽扣锭切割成边长为4mm的小块，放入高硼玻璃管中，用 泰勒玻璃包覆法制备出该合金丝，合金丝的长度可达几十厘米，直径在20-300m 之间，合金丝表面具有均匀的玻璃包覆层。

(4)去除玻璃包覆层

由于制备出的微丝柔软度高，可以实现随意弯折变形，而玻璃层很脆，所以 微丝经过多次弯折后，表面所包覆的玻璃层几乎完全去除。极少部分未去除的玻 璃层，可以通过砂纸轻微的摩擦或者用蘸有氢氟酸的棉套轻擦去除。最终得到一 种可用于纺织的Ni-Mn-Ga合金纤维丝，该合金丝柔软度高，与纺织所用的普通 纤维丝线相近，可任意弯曲变形，抗拉强度较大，可用作纺织纤维或者编织在面 料中。

本发明合金丝与传统金属丝纤维相比，有益效果在于：

(1)合金丝柔软度高，与纺织所用的普通纤维丝线相近，可任意弯曲变形， 抗拉强度也较大，不易拉断。

(2)合金丝可用作纺织纤维丝线，纺织成柔软的布料或者编织在面料中。

【附图说明】

图1是本发明合金纤维丝表面形貌的微观SEM图像。

图2是本发明合金纤维丝室温下的XRD图谱。

【具体实施方式】

下面对本发明的具体实施方法做进一步的说明。