一种在镍锰镓多晶中获得可回复大磁致伸缩效应的方法

摘要

本发明公开了一种在NiMnGa多晶中获得可回复大磁致伸缩效应的方法，先采用定向凝固的方法制备出具有取向织构的NiMnGa多晶；然后在奥氏体状态下对NiMnGa多晶沿定向凝固方向施加应力，使NiMnGa多晶发生马氏体相变，在多个温度点下加压力，反复训练循环多次，得到具有可回复大磁致伸缩效应的NiMnGa多晶。本发明通过超弹性训练，可以在定向凝固的NiMnGa多晶中获得一个大的磁致伸缩(应变)，在1T场下得到的应变量约为0.2％。

权利要求

1.一种在镍锰镓多晶中获得可回复大磁致伸缩效应的方法，其特征在于，包括如下具体步骤：步骤1，制备出具有取向织构的NiMnGa多晶Ni49.5Mn28Ga22’步骤2，在奥氏体状态下对NiMnGa多晶沿定向凝固方向施加应力，使NiMnGa多晶发生马氏体相变，应力应变曲线呈现明显的超弹性平台，在300K-320K温度范围内的多个温度点加压力，反复训练循环40-80次，得到具有可回复大磁致伸缩效应的NiMnGa多晶。

2.根据权利要求1所述的在镍锰镓多晶中获得可回复大磁致伸缩效应的方法，其特征在于，步骤1中制备具有取向织构的NiMnGa多晶的方法为定向凝固法。

3.根据权利要求1所述的在镍锰镓多晶中获得可回复大磁致伸缩效应的方法，其特征在于，所述多个温度点分别为300K、306K、312K和318K，反复训练循环次数为50次。

说明书

一种在镍锰镓多晶中获得可回复大磁致伸缩效应的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及磁致伸缩（应变）材料研发技术领域，具体说是一种在镍锰镓多晶中获得可回复大磁致伸缩效应的方法。

背景技术

[0002] 磁致伸缩（应变）材料可以被用于制作传感器，感应器等高精密设备，因此具有很高的应用价值。目前研究表明，在NiMn基铁磁形状记忆合金中，定向凝固后的NiMnGa多晶在磁场诱导的马氏体孪晶重取向过程中能够产生大的磁致伸缩（应变），其应变量远高于传统的稀土磁致伸缩材料。但是这种磁场诱导的应变通常伴随较大的磁滞以及不可回复性的缺陷，极大地限制了NiMnGa磁致伸缩（应变）性能的应用。因此，寻找一种既能够保持NiMnGa中大磁致伸缩（应变）又能使其完全可回复的方法对磁致伸缩（应变）材料领域具有重要的意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种在镍锰镓多晶中获得可回复大磁致伸缩效应的方法。

[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0005] 一种在镍锰镓多晶中获得可回复大磁致伸缩效应的方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

[0006] 步骤1，采用定向凝固的方法制备出具有取向织构的NiMnGa多晶。

[0007] 步骤2，在奥氏体状态下对NiMnGa多晶沿定向凝固方向施加应力，使NiMnGa多晶发生马氏体相变，应力应变曲线呈现明显的超弹性平台，在300K-320K温度范围内的多个温度点加压力，反复训练循环40-80次，得到具有可回复大磁致伸缩效应的NiMnGa多晶。

[0008] 本发明进一步设计方案中，步骤1中制备具有取向织构的NiMnGa多晶的方法为定向凝固法。

[0009] 本发明进一步设计方案中，上述多个温度点分别为300K、306K、312K和318K，反复训练循环次数为50次。

[0010] 本发明进一步设计方案中，上述NiMnGa多晶为Ni49.5Mn28Ga22。

[0011] 本发明具有以下突出的有益效果：

[0012] 本发明通过本发明的方法对NiMnGa多晶进行超弹性训练，可以在定向凝固的NiMnGa多晶中获得一个大的磁致伸缩（应变）。从而可以使得NiMnGa多晶在1 T场下得到的应变量约为0.2%。

附图说明

[0013] 图1是实施例中Ni49.5Mn28Ga22合金的变温XRD图和EBDS图；

[0014] 图2是实施例中Ni49.5Mn28Ga22的应力应变图以及超弹性训练图；

[0015] 图3是实施例中Ni49.5Mn28Ga22的磁致伸缩效应效果测量图。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

[0017] 实施例 1

[0018] 一种在镍锰镓多晶中获得可回复大磁致伸缩效应的方法，包括如下具体步骤：

[0019] 步骤1，采用定向凝固的方法制备出具有取向织构的NiMnGa多晶，NiMnGa多晶具体成分为Ni49.5Mn28Ga22；定向凝固采用配备有抽铸组件的电弧熔炼炉来进行。图1（a）是定向凝固后的Ni49.5Mn28Ga22多晶分别在293K以及223K时的XRD图像，证明定向凝固后确实得到了具有五层调制（5M）马氏体结构的样品；图1（b）是定向凝固后的Ni49.5Mn28Ga22在300K时的EBSD图，图中呈现出明显的横向织构。

[0020] 步骤2，利用万能实验机对在奥氏体状态下的NiMnGa多晶样品沿定向凝固方向施加应力，使NiMnGa多晶发生马氏体相变，应力应变曲线呈现明显的超弹性平台，在300K、306K、312K和318K这4个温度点下加压力，反复训练循环50次，得到具有可回复大磁致伸缩效应的NiMnGa多晶。300K是逆相变结束温度，NiMnGa多晶在300K以上是完全奥氏体态，超弹性训练需要从奥氏体态开始，在高于300K的温度时，温度越高所需要的机械压力越大。

[0021] 图2（a）是在各个温度下，对样品沿着定向凝固方向施压，直至发生相变，每条曲线都出现了出现超弹性平台；从图2（b）中可见，在300K温度下，对样品重复施压放压，进行超弹性训练高达50次，样品依然保持完好，此时应力通过训练注入样品内部。

[0022] 为了验证磁致伸缩效果，使用综合物性测量仪器ppms对经过超弹性训练的样品和未经训练的样品进行磁场驱动应变测量，图3中图3（a）为经过超弹性训练的样品测量图，可见，NiMnGa多晶在1 T场下得到的应变量约为0.2%，在285K也就是完全马氏体的状态下，磁场驱动孪晶重取向产生应变，并且由于超弹性训练过程中注入的内应力，使得在退磁场时依然存在内应力使应变完全恢复，得到完全可回复的应变；图3（b）为经过超弹性训练的样品测量图，说明超弹性训练使得样品获得了完全可回复应变。

[0023] 以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。