[发明专利]一种具有调控马氏体相变行为的复合材料的制备方法

说明书

本发明为一种具有调控马氏体相变行为的复合材料的制备方法。该方法通过放电等离子烧结将不同体积比铁磁形状记忆合金Ni₅₂Mn_34.5Ga_23.5粉体和巨磁致伸缩合金Tb_0.27Dy_0.73Fe_1.9粉体施加大脉冲电流，在被烧结的粉体之间产生放电，从而导致瞬间高温，促使样品快速烧结，从而制备出能够有效调控马氏体相变顺序的复合材料。本发明的制备工艺简单，成本低而且快捷。制备出的复合材料的马氏体相变顺序能够通过调控先驱材料的不同比例来进行调控，满足了一些在新型磁驱动器、磁转换器、敏感元件上的潜在应用要求。

技术领域

本发明属于一种新型的具有调控马氏体相变行为的复合材料，采用电弧炉熔炼金属单质后放电等离子的方法制备出具有调控马氏体相变行为的复合材料，属于一种具有调控马氏体相变行为的新型材料。

背景技术

具有热弹性马氏体相变和铁磁性特征的形状记忆合金在各种新型磁驱动器、磁转换器、敏感元件上的应用潜力引起了广泛的兴趣。在上述材料的研究过程中人们发现了中间马氏体相变，中间马氏体相变的存在意味着材料的马氏体相是亚稳态的，对研究马氏体相变机制和磁感生应变机制有着重要意义。另一方面，这种材料的磁感生应变和磁场控制的形状记忆效应都发生在它的周围，甚至有可能利用中间马氏体相变实现某种特定的应用功能，因此研究这一相变时非常重要的。当前人们对Ni₂MnGa铁磁形状记忆合金主要依靠温度诱导完全热弹性的中间马氏体相变或者通过研磨引入内应力影响材料的马氏体相变行为，但是上述方法具有不确定性，并且不能通过改变温度高低或者内应力大小有效的调控材料的马氏体相变行为。本发明制备的复合材料具有其它非复合材料所不具备的马氏体相变行为。

发明内容

本发明的目的为针对已发现的具有马氏体相变的铁磁形状记忆合金马氏体相变顺序不能被有效调控的缺陷，制备出一种能够通过调控先驱材料的比例进而调控马氏体相变行为的复合材料。该复合材料通过放电等离子烧结将不同体积比铁磁形状记忆合金Ni₅₂Mn_34.5Ga_23.5粉体和巨磁致伸缩合金Tb_0.27Dy_0.73Fe_1.9粉体施加大脉冲电流，在被烧结的粉体之间产生放电，从而导致瞬间高温，促使样品快速烧结，从而制备出能够有效调控马氏体相变顺序的复合材料。本发明的制备工艺简单，成本低而且快捷。制备出的复合材料的马氏体相变顺序能够通过调控先驱材料的不同比例来进行调控，满足了一些在新型磁驱动器、磁转换器、敏感元件上的潜在应用要求。

本发明的技术方案为：

一种具有调控马氏体相变行为的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：将Ni₅₂Mn_24.5Ga_23.5合金铸锭在真空管式炉中780～820℃保温96h，随后冷却到480～520℃保温24h；另将Tb_0.27Dy_0.73Fe_1.9合金铸锭在真空管式炉中780～820℃保温50h；

第二步：以上两种合金铸锭分别破碎、过筛，得到颗粒度大小为15～20微米的颗粒，然后将两种颗粒混合后，放入到放电等离子烧结模具中，然后打开放电等离子烧结系统，在烧结过程中氩气作为保护气体，在温度为690～720℃，压力为29～31MPa下进行放电等离子烧结，得到所需复合材料；

其中，体积比Ni₅₂Mn_24.5Ga_23.5：Tb_0.27Dy_0.73Fe_1.9＝3～7:1；

所述的第二步中的保护气体为氩气。