[发明专利]一种具有负热膨胀性质的合金材料及其制备方法

摘要

自然界中绝大多数材料具有正的热膨胀性质，即在一定温度范围内，随着温度的升高，材料在某一个方向或多个方向发生膨胀。在实际工程应用中，对工程构件的稳定性、精密度、使用寿命等具有很大的影响。负热膨胀材料是一种很好的膨胀抑制剂，可以用来调和正热膨胀，提高工程构件精密度和使用寿命等。本发明提供一种具有负热膨胀性质的固体金属合金材料及其制备方法，可以作为膨胀抑制剂材料使用，该类合金材料在一定温度区间内具有负热膨胀性质，其化学通式为MnNi_1‑xFe_xGe/Cu或者Mn_1‑yFe_yNiGe/Cu(0≤x≤1，0≤y≤1)。如MnNi_0.90Fe_0.10Ge/35wt％Cu合金材料在176K‑6K^‑1。

主权项

1.一种具有负热膨胀性质的合金材料，可作为膨胀抑制剂使用，其特征在于：该类合金材料在一定温度区间内具有负热膨胀性质，所述具有负热膨胀性质合金材料为MnNi_0.90Fe_0.10Ge/35％Cu或Mn_0.84Fe_0.16NiGe/20％Cu或Mn_0.90Fe_0.10NiGe/35％Cu；使用固相反应烧结方法制备，其制备步骤如下：步骤一：按照化学计量比，用电子天平0.0001g分别称取高纯4N锰粉、铁粉、镍粉和锗粉，放置于研钵当中充分研磨1‑2h；步骤二：使用压片机和相应模具将上述充分研磨后的金属粉末混合物压制成块状固体；步骤三：用真空封管系统将步骤二中得到的块状固体密封到真空石英管中备用；步骤四：将装有样品的石英管放置在马弗炉中，500‑1200℃下充分煅烧60‑150h，将煅烧后的样品取出备用；步骤五：将煅烧后的样品取出，按照1％‑100％的化学质量比，用电子天平0.0001g称取铜粉，将铜粉与样品置于研钵中充分研磨1‑1.5h，使二者均匀混合；步骤六：使用压片机和相应模具将上述步骤五中均匀混合的粉体压制成块状固体；步骤七：用真空封管系统将步骤二中得到的块状固体密封到真空石英管中备用；步骤八：将装有样品的石英管放置在马弗炉中，300‑1200℃下充分煅烧10‑150h，将煅烧后的样品取出备用；至此，膨胀抑制剂制备完成；其中，原材料Mn、Ni、Fe、Ge、Cu粉体的纯度均为99.99％；其中，在步骤二和步骤六中所述的“相应模具”是任何满足工艺要求尺寸的模具；通过以上步骤，制备了MnNi_0.90Fe_0.10Ge或Mn_0.84Fe_0.16NiGe或Mn_0.90Fe_0.10NiGe与Cu铜的合金材料。