本发明专利技术涉及一种超高强度铁磁性形状记忆合金，其合金的化学组成按原子百分比为52份Ni、29份Mn、15份Ga和4份Cu；其合金的断裂强度为3171MPa，饱和磁化强度为51emu/g，合金的组织结构为四方结构的非调制T型马氏体。本发明专利技术制备的Ni52Mn29Ga15Cu4具有断裂强度高，韧性大的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于金属合金
技术介绍
Ni-Mn-Ga形状记忆合金是一类新型智能铁磁性形状记忆材料，兼有热弹性马氏体相变和铁磁性转变，不但具有传统形状记忆合金受温度场控制的形状记忆效应，而且还可在磁场作用下产生形状记忆效应。其磁控形状记忆效应的响应频率接近压电陶瓷，输出应变接近传统的温控形状记忆合金，是一种极具工程应用前景的智能材料。因其独特的特点使其在驱动器和传感器方面也得以广泛应用。·但是，Ni-Mn-Ga块体材料尚存在脆性大、强度低、磁熵变低和恢复力小等缺点，极大地限制了该材料的工程应用及其发展。这些成为磁驱动记忆合金应用和发展的主要瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超高强度铁磁性形状记忆合金，其合金的化学组成按原子百分比为52份附、29份胞、15份6&和4份Cu ；其合金的断裂强度为3171MPa，饱和磁化强度为51emu/g，合金的组织结构为四方结构的非调制T型马氏体。本专利技术的另一目的在于提供上述超高强度铁磁性形状记忆合金的制备方法，包括如下步骤①将Ni、Mn、Ga和Cu按照设定的原子百分比放入真空非自耗电极电弧炉中；其中，放置顺序从上到下依次为Ni、Ga、Mn、Cu、Ni ；②惰性气体保护，100A熔炼电流、8A磁搅拌电流作用下熔炼15 20min，用丙酮清洗熔炼后的金属块体；然后封入真空度为KT1Pa的石英管中，在850°C的条件下保温24h再淬入水中；即得到超高强度Ni52Mn29Ga15Cu4铁磁性形状记忆合金。本专利技术的上述制备方法中，惰性气体优选为氩气。本专利技术的上述制备方法中的任一技术方案，步骤②中丙酮清洗前还包括对熔炼后的金属块体表面除杂质的步骤。本领域的技术人员根据现有技术，可通过机械抛光去除表面杂质。本专利技术具有以下优点I、本专利技术制备的Ni52Mn29Ga15Cu4合金断裂强度在317 IMPa，比现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金提高到3. 9倍；2、本专利技术制备的Ni52Mn29Ga15Cu4合金的饱和磁化强度为51emu/g,与现有Ni50Mn30Ga18Cu2合金几乎相当；3、对本专利技术制备的合金进行室温压缩测试，结果本专利技术制备的合金的断裂应变为现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金的I. 2倍，说明本专利技术制备的Ni52Mn29Ga15Cu4合金韧性大；4、对本专利技术制备的合金进行室温XRD检测，Ni52Mn29Ga15Cu4合金在室温具有T型非调制四方结构的马氏体，而Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金在室温具有单斜的7M马氏体结构。附图说明本专利技术附图3幅，图I为Ni52Mn29Ga15Cu4合金和现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金的室温压缩应力和应变曲线；其中，I为现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金的压缩曲线，2为Ni52Mn29Ga15Cu4合金的压缩曲线。图2为Ni52Mn29Ga15Cu4合金和现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金的室温XRD衍射图谱；其中，I为现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金的XRD衍射图谱，2为Ni52Mn29Ga15Cu4合金的XRD衍射图谱。·图3为Ni52Mn29Ga15Cu4合金和现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金的室温磁化曲线；其中，I为现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金的磁化曲线,2为Ni52Mn29Ga15Cu4合金的磁化曲线。具体实施例方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。本专利技术所使用的真空非自耗电极电弧炉购于沈阳科技仪器责任有限公司。实施例I按照原子百分比，取52份的Ni、29份的Mn、15份的Ga和4份的Cu放入真空非自耗电极电弧炉中，其中，放置顺序从上到下依次为Ni、Ga、Mn、Cu、Ni ;在氩气保护、100A熔炼电流、8A磁搅拌电流作用下电弧熔炼20min，在用水冷铜坩锅底部的装置吸铸成OIOmmX 75mm的棒状试样,然后机械抛光,用丙酮清洗合金棒体,然后放入真空度为KT2Pa的石英管中在850°C的条件下保温24h，再淬入水中；即得到高强度Ni52Mn29Ga15Cu4铁磁性形状记忆合金。将本实施例制备的Ni52Mn29Ga15Cu4合金和现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金进行断裂强度和断裂应变的测试，测试结果如图I所示，本实施例制备的Ni52Mn29Ga15Cu4合金的断裂强度比Ni50Mn30Ga18Cu2 提高了约 3. 9 倍，断裂应变比 Ni5tlMn3tlGa18Cu2 提高了 I. 2 倍。将本实施例制备的Ni52Mn29Ga15Cu4合金和现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金进行室温XRD测试，测试结果如图2所示，本实施例制备的Ni52Mn29Ga15Cu4合金在室温具有T型非调制四方结构的马氏体，而Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金在室温具有单斜的7M马氏体结构。将本实施例制备的Ni52Mn29Ga15Cu4合金和现有Ni5tlMn3tlGa18Cu2合金进行室温饱和磁化强度的测试，测试结果如图3所示，本实施例制备的Ni52Mn29Ga15Cu4合金的饱和磁化强度与 Ni50Mn30Ga18Cu2 几乎相当。权利要求1.一种超高强度铁磁性形状记忆合金，其合金的化学组成按原子百分比为52份Ni、29份Mn、15份Ga和4份Cu ; 其合金的断裂强度为3171MPa，饱和磁化强度为51emu/g，合金的组织结构为四方结构的非调制T型马氏体。2.权利要求I所述的超高强度铁磁性形状记忆合金的制备方法，包括如下步骤 ①将Ni、Mn、Ga和Cu按照设定的原子百分比放入真空非自耗电极电弧炉中；其中，放置顺序从上到下依次为l/3Ni、Ga、Mn、Cu、2/3Ni ； ②惰性气体保护，IOOA熔炼电流、8A磁搅拌电流作用下熔炼15 20min，用丙酮清洗熔炼后的金属块体；然后封入真空度为KT1Pa的石英管中，在850°C的条件下保温24h再淬入水中；即得到超高强度Ni52Mn29Ga15Cu4铁磁性形状记忆合金。3.根据权利要求2所述的超高强度铁磁性形状记忆合金的制备方法，其特征在于步骤②中所述惰性气体为氩气。4.根据权利要求2所述的超高强度铁磁性形状记忆合金的制备方法，其特征在于步骤②中丙酮清洗前还包括对熔炼后的金属块体表面除杂质的步骤。全文摘要本专利技术涉及一种超高强度铁磁性形状记忆合金，其合金的化学组成按原子百分比为52份Ni、29份Mn、15份Ga和4份Cu；其合金的断裂强度为3171MPa，饱和磁化强度为51emu/g，合金的组织结构为四方结构的非调制T型马氏体。本专利技术制备的Ni52Mn29Ga15Cu4具有断裂强度高，韧性大的特点。文档编号C22C1/02GK102787258SQ20121025828公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日专利技术者孙娜, 张宏剑, 张秀玲, 徐朋, 董桂馥, 金锡哲 申请人:大连大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超高强度铁磁性形状记忆合金，其合金的化学组成按原子百分比为52份Ni、29份Mn、15份Ga和4份Cu；其合金的断裂强度为3171MPa，饱和磁化强度为51emu/g，合金的组织结构为四方结构的非调制T型马氏体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董桂馥，金锡哲，张宏剑，孙娜，张秀玲，徐朋，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：
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