Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金的製作方法
2023-09-23 00:05:40 1
專利名稱：Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金的製作方法
技術領域：
本發明涉及-—種Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金。
背景技術：
磁致伸縮材料屬於智能材料，具有感知和驅動雙重功能，即材料自身 能感知環境的變化，並作出相應的響應，在航空、航天、機械電子、生物 醫學、交通、國防及日常生活等領域，有重要的作用。反鐵磁材料和鐵磁 性材料都屬於磁有序物質，都具有磁致伸縮效應，但是，相比於鐵磁材料， 由於反鐵磁材料本身的局限性(對外所顯示的自發磁化強度為0)，對反鐵 磁材料的研究和應用都十分有限，例如鐵磁性磁致伸縮材料Tb-Dy-Fe、 Fe-Ga等都已進入實用階段。而對反鐵磁材料磁致伸縮的研究雖然始於1959年，但所研究的大都為化合物材料，而且反鐵磁轉變溫度都比較低，所用 的磁場比較大(〉2 T)。Mn-Cu合金是典型的反鐵磁合金，其馬氏體相變溫度與反鐵磁相變溫度 相耦合，具有良好的阻尼性能和機械加工性能，其阻尼性能源自其反鐵磁 轉變而誘發的面心四方(FCT)馬氏體孿晶界的牽動，如Sonoston合金等 已用於商業用途，而對Mn-Cu合金在反鐵磁狀態下的磁致伸縮性能，未發 現有類似的專利與報導。發明內容本發明的目的是提供一種Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金，這種合金處於 反鐵磁狀態，具有預應力效應，並可在多晶、低磁場條件下獲得。 本發明是這樣來實現的，其各組份及其重量百分比為Mm 30 — 100%; Cu:0 — 70%。在此成分範圍內，材料為固溶體，具有面心立方(FCC)結構，可 發生反鐵磁相變或發生反鐵磁相變的同時，存在FCC到FCT的馬氏體相變。 本發明Mn—Cu反鐵磁合金通過固溶處理，並快速冷卻，可獲得反鐵磁 FCT馬氏體孿晶組織，有利於磁致伸縮效應。在Mn — Cu合金基礎上，加入 Al、 Ni、 Fe、稀土等一種或幾種合金元素，同樣在反鐵磁狀態下，具有相 同的磁致伸縮效應。通過磁場熱處理、定向凝固及熱機械訓練獲得多晶織 構等方法，可更好的提高其磁誘發應變量。本發明的技術效果本發明具有實質性特點和顯著進步，本發明Mn-Cu 合金系反鐵磁磁致伸縮合金，屬非鐵磁性合金，在多晶狀態下的應變可與 單晶鐵磁性磁致伸縮Fe—Ga相媲美(專利公開號02117462. 8)。並可通過加入其他合金進一步改善其力學性能和工藝加工性能。
具體實施方式
實施例l:本發明包含的各組分及其重量百分比為Mn: 54.28; Cu: 46.74;測量結果顯示在多晶條件下，在1T磁場下，可獲得657 ppm的 磁誘發負應變。實施例2:本發明包含的各組分及其重量百分比為Mm 80. 5; Cu: 15; Fe: 4.5;測量結果顯示在多晶條件下，在1T磁場下，可獲得1256 ppm 的磁誘發負應變。實施例3:本發明包含的各組分及其重量百分比為Mn: 37.64; Cu: 62.36;測量結果顯示在多晶條件下，在0.055T磁場下，可獲得73 ppm的磁誘發負應變。
權利要求
1、一種Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金，其特徵是各組份及其重量百分比為Mn30-100％；Cu0-70％，定向凝固、多晶織構、熱處理及預壓力可提高其磁致伸縮量。
2、 根據權利要求l所述的Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金，其特徵是處於 反鐵磁狀態，對外不顯示磁性。
3、 根據權利要求1所述的Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金，其特徵是無需 經過固溶和淬火獲得面心四方的馬氏體孿晶。
4、 根據權利要求1所述的Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金，其特徵是合金 具有明顯的預壓應力效應，在預壓應力下的磁致伸縮量大大提高。
5、 根據權利要求l所述的Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金，其特徵是可用真空熔煉製備合金，熱處理可提高其磁致伸縮量。
6、 根據權利要求l所述的Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金，其特徵是可在低磁場及交變磁場下，獲得磁致伸縮效應。
全文摘要
一種Mn-Cu反鐵磁磁致伸縮合金，其特徵在於處於反鐵磁狀態，合金中Mn含量在30％～100％(重量百分數)，可用真空熔煉製備合金；定向凝固、多晶織構及熱處理及預壓力可提高其磁致伸縮量。本發明Mn-Cu合金系反鐵磁磁致伸縮合金，屬非鐵磁性合金，在多晶狀態下的應變可與單晶鐵磁性磁致伸縮Fe-Ga合金相媲美(專利公開號02117462.8)。並可通過加入其他合金進一步改善其力學性能和工藝加工性能。
文檔編號C22C22/00GK101215660SQ20071016903
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月26日 優先權日2007年12月26日
發明者嚴明明, 彭文屹, 楊湘傑, 章愛生, 金 覃, 雷水金 申請人:南昌大學