[发明专利]一种含Zn的NiMn系磁性形状记忆合金及其制备方法

摘要

本发明为一种含Zn的NiMn系磁性形状记忆合金及其制备方法。该合金的其化学式为：Ni_xMn_yM_zZn_a,其中，M为主族元素；50.5

主权项

1.一种含Zn的NiMn系磁性形状记忆合金的制备方法，其特征为该合金的化学式为： Ni_xMn_yM_zZn_a, 其中，M为主族元素；50.5<x<58，26<y<36，5<z<20,3.9<a<11,x+y+z+a = 100，x、y、z、a表示原子百分比数；所述的主族元素M为In、Sn或Ga；该合金的形态为多晶块体或多晶薄带材料；所述的含Zn的NiMn系磁性形状记忆合金的制备方法，为以下两种方法之任一，包括如下步骤：方法一，多晶块体材料的制备：（1）主族元素M与Zn中间合金制备：根据所述的记忆合金中的原子百分比含量备料；然后将全部Zn和部分M元素原料制备中间合金，其中，Zn的原子百分比为中间合金的25%~50%；然后将称量好的主族元素M与Zn制备为粉末状，粒径为250~300目，置于聚四氟乙烯球磨罐中，磨球材质也为聚四氟乙烯，磨球与原料粉末重量比为8~12:1；罐中抽真空后进行采用150‑‑250转/分进行球磨，球磨时间在主族元素为Ga时长15‑30分钟，主族元素为Sn或In时长为30‑60分钟；或者，当主族元素为Ga时，将Ga先置于聚四氟乙烯烧杯中，水浴90℃加热至融化，之后加入Zn粉末，于此温度下搅拌120分钟，之后冷却至室温使其凝固为GaZn合金块；（2）将制备好的球磨合金粉末利用压片机制成片状后用钽片包裹，或者将GaZn合金块直接包裹，放在石英管中，抽真空后在氩气保护下在150‑200℃进行退火，时间为12‑24小时；（3）按照所述的含Zn的NiMn系磁性形状记忆合金组成，将Ni、Mn、中间合金和剩余的M元素加入到坩埚中，采用电弧熔炼方法获得含Zn的NiMn系磁性形状记忆合金多晶材料，其熔炼条件为：在真空达到1×10^‑3 ~2×10^‑3 Pa时，通入氩气至0.02~0.04MPa，整个熔炼过程采用氩气保护，熔炼电流60‑90A，每个样品翻转三次，共熔炼四次，得到铸锭；（4）所获得的铸锭用钽片包裹后装入密封的真空石英管中在800~850 ℃下进行高温均匀化处理20~25小时；（5）将经过均匀化处理的块材在水中进行淬火，最终得到含Zn的NiMn系合金多晶块状材料；或者，方法二，多晶薄带材料的制备：步骤（1）~（4）同方法一；（5）将步骤（4）得到经过均匀化处理的块材放入石英管内，安放到甩带机炉腔内，抽真空后通入高纯氩气，压强为‑0.1至‑0.05 MPa，采用感应加热或电阻加热，使合金处于熔融状态，然后从石英管上部吹入高纯氩气，使熔融合金液体喷射到线速度为25 m/s的高速旋转的铜轮上甩出，得到宽度为3‑10 mm，厚度为50‑100 μm的多晶金属薄带。