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钴镍单晶磁控形状记忆合金.pdf

摘要
申请龙8官网app号:

CN02111297.5

申请日:

2002.04.09

公开号:

CN1386878A

公开日:

2002.12.25

当前法律状态:

终止

行得通:

无权

法律详情:

邻接权的终止(未缴年费邻接权终止)授权发明龙8官网app授权公告日:2004.10.6|||授权|||实质审查的生效|||公开|||实质审查的生效

IPC分类号:

C22C19/07; C22F3/02; //C22K1:00

主分类号:

C22C19/07; C22F3/02; //C22K1:00

申请人是什么意思:

上海交通大学;

电池的发明人是谁:

江伯鸿; 刘岩; 漆璿; 周伟敏

地址:

200030上海市政府官网华山路228号1954号

龙8官网app优先权原则:

龙8官网app代理机构:

上海交达龙8官网app事务所

代理人协会:

毛翠莹

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本末摘要

一种钴镍单晶磁控形状记忆合金,其成分净重产量比为:镍Ni 10%~35%,钴Co 65%~90%,动用[001]方向的籽晶用提拉法或浮游区域熔炼法,制取轴向为[001]的单晶,将单晶经过700-950℃高温加热后蘸火调质处理,再经磁场调质处理后得到。本发明合金的磁致应急量远高于旧有商用磁致伸缩材料,同时响应频率快,塑性良好,能开展冷热两用净水机加工,更具应用价值。

权利要求书

1: 一种钴镍单晶磁控形状记忆合金。其特征在于成分净重产量比为:镍Ni 10%~35%,钴Co?65%~90%,单晶轴向为[001]。
2: 一种钴镍单晶磁控形状记忆合金的制备方法,其特征在于取合金成分 净重产量比为:镍Ni10%~35%。钴Co?65%~90%,制取轴向为[001]的 单晶后,将单晶经过700-950℃高温加热后蘸火调质处理。然后在强度为 +2T~2T的磁场下。使材料从母相冷却到马氏体相变结束温度M f 以下, 或在磁场作用下在M f 以下和逆相变结束温度A f 以上之间反复冷却加热, 开展磁场调质处理。
3: 如权利要求2所说的钴镍单晶磁控形状记忆合金的制备方法,其特征 在于制取单晶时,动用[001]方向的籽晶用提拉法制备或动用浮游区域 熔炼法制备。生长速度与激情6控制为1~10mm/小时。

龙8官网app说明书


钴镍单晶磁控形状记忆合金

    技术领域:

    本发明涉及一种钴镍单晶磁控形状记忆合金,可用于自动控制,能量转换等场合作视频驱动器官方下载材料,属于新型多功能枕式包装机材料技术领域。背景技术:

    万般的形状记忆合金是在裂纹尖端应力场作用下变形,卸载后形状共同体回复(超弹性)或加热后形状回复(形状记忆效应)的一种多功能枕式包装机材料。它在自动控制,医疗器件等领域获广泛的应用。其我的优点和缺点是输出变形量大。然而响应频率低。而压电陶瓷和磁致伸缩材料,它们在应力或磁场的作用下也能发生应急,其响应频率很高。但输出应急很小。例如压电陶瓷PZT,输出应急仅为0.1%数量级是什么;目前最好的商用磁致伸缩材料Terfenol-D(Tb0.27,Dy0.73,场致应急约为0.24%由于输出位移小,牵掣了输出能量密度和传播距离。可见开发一种新型多功能枕式包装机材料,使其既具有压电陶瓷和磁致伸缩材料那样快的响应频率,又能如形状记忆合金那样输出大的应急,对民用和军事都有重大应用价值。例如发展大功率无线路由器声纳,可以在更远的距离发现目标。

    二十世纪九十年代中叶,一种磁致形状记忆材料产出。最先在镍锰镓(Ni2MnGa)单晶中发现。当沿
    方向在温度265K施加8kOe磁场时,能诱导0.2%的应急(Ullakko?K,Huang?J.K,Kantner?C。O’Handley?and?Kokorin?S.J,Appl.Phys.Lett.1996,69:1966~1968.)。之后对非化学计计NiMnGa(Ni49.8Mn28.5Ga21.7)单晶。4kOe磁场下,诱导切应急可达6.0%(MurrayS.J,Marioni?M,Allen?S.M,O’Handley?R.C?and?Lograsso?T.A,Appl.Phys.Lett.2000,77:886)。由于NiMnGa是一种金属间氯化物,质脆易裂,且单晶生长时,Mn易挥发,使成分控制困难。牵掣了它的实际使用和个人化推出。发明本末:

    本发明的目的在于指向旧有技术的不足,提供一种固溶体合金—钴镍单晶磁控形状记忆合金,使其磁致应急量远高于旧有商用磁致伸缩材料。同时响应频率快,能开展冷热两用净水机加工,更具应用价值。

    为实现这样的目的,本发明的技术方案如下:

    1,设计的合金成分净重产量比为:镍Ni?10%~35%。钴Co?65%~90%。在此成分范围内,材料为固溶体,并具有从面心立方(fcc)到密排六方(hcp)的马氏体相变。如果Ni储电量超过35%(净重),马氏体点Ms将在100K以下,相应地能发生磁诱导应急的温度也十分低,无工业应用价值。随Ni储电量减少,马氏体点逐渐升高。但如果Ni储电量低于10%(净重),马氏体点将高于673K,在室温下几乎整个为马氏体构造,磁诱导应急只能通过马氏体ppt变体功能的再取向,而不能通过诱导新的马氏体来产生,磁诱导应急量会减少。

    2,制取轴向为
    的单晶。动用
    方向的籽晶用提拉法制备或动用浮游区域熔炼法制备,生长速度与激情6控制为1~10mm/小时。

    3,将制备的单晶经过700-950℃高温加热后蘸火调质处理,然后在强度为+2T~-2T地磁北极和地理南极场下,使材料从母相冷却到马氏体相变结束温度Mf以下,或在磁场作用下在Mf以下和逆相变结束温度Af以上之间反复冷却加热,开展磁场调质处理。

    本发明得到的合金产生巨磁致应急的机制,在于该合金系的易磁化方向为[111],当沿
    方向施加磁场时。晶体中易磁化方向的晶面将有向外磁场方向转动的趋势。从而驱动[111]面上的1/6<211>不全位错发生移动,导致类似应力诱导六方马氏体产生的过程,亦然使早已存在的有利取向的六方马氏体ppt变体功能,通过1/6<211>不全位错的移动更其长成。形成有利取向的单ppt变体功能,从而产生可观的磁场诱导应急。

    本发明提供的新的磁诱导应急合金单晶,其磁致应急量可达1~5%,超过最好的商用磁致伸缩材料Terfenol-D数倍至数十倍,而频率响应达数十千赫兹,能开展冷热两用净水机加工,能经受反复交变磁场诱导应急。附图说明及具体实施方式:

    以下通过附图及具体的实施例对本发明的技术方案作更其描述。

    图1为本发明实施例1制备得到的合金磁场一应急图。

    图中所示为Co-31.5%(净重)单晶,沿
    晶向施加1.2T磁场,能产生4.2%的应急,去除外磁场后,仅有0.2%残留变形。实施例1:

    用纯度为99.95%的电解Ni和电解Co配制成Co-31.5%(净重)Ni合金,经仔细清洗,去除表面血污和水是氧化物吗。在真空非自耗电弧炉中熔炼成钮扣状锭,反复熔炼3次,以保证成分均匀。再滴注成Φ10mm×110mm多晶园棒,供制备单晶用。动用光学浮游区域真空熔炼炉,生长速度与激情6控制为5mm/小时,制成轴向为
    的单晶。经过800℃蘸火。其Ms点为261.5K。As=445K,在1kOe磁场下冷却到77K(Mf以下温度)。在室温下沿母相
    晶向的饱和磁化强度可达120Am2·kg-1以上。且仅需3kOe的外磁场,即能达快递怎么样饱和。

    本实施例所得合金。沿
    方向施加外磁场,到8kOe可诱导近3.5%的应急,去除外磁场后应急共同体回复。经反复加卸磁场数十次,应急反复产生同样量值。当施加1.2T外磁场,可检测到4.2%的应急。去除外磁场后,仅有0.2%的残留变形。如图所示传送皮带1所示。实施例2:

    用高纯原料网按Co?67%和Ni?33%(净重)比例配制合金,置于坩锅中,在真空下加热熔化,使其温度保持在稍高于合金的熔点之上。将具有
    轴向的籽晶下降到刚好与液面接触。使其局部熔化,跟手减缓降低坩锅温度,同时使籽晶一边旋转一边向上提拉。控制生长速度与激情6为5mm/小时。制成单晶。该合金马氏体相变温度Ms=174.8K,逆相变温度As=382.8K,经调质处理和磁场处理后,沿
    方向施加外磁场,在180K以下,能诱导1~3%可逆应急。实施例3:

    以实施例1同样方法制成Co-15.1%Ni(净重)单晶,马氏体相变温度Ms=569.4K,逆相变温度As=649.5K,在磁场下反复加热冷却后,沿
    方向施加外磁场,能诱导1~3%应急。

关 键 词:
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