CN101215660A - Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金 - Google Patents

Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金 Download PDF

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覃金
杨湘杰
章爱生
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Abstract

一种Mn－Cu反铁磁磁致伸缩合金，其特征在于处于反铁磁状态，合金中Mn含量在30％～100％(重量百分数)，可用真空熔炼制备合金；定向凝固、多晶织构及热处理及预压力可提高其磁致伸缩量。本发明Mn－Cu合金系反铁磁磁致伸缩合金，属非铁磁性合金，在多晶状态下的应变可与单晶铁磁性磁致伸缩Fe－Ga合金相媲美(专利公开号02117462.8)。并可通过加入其他合金进一步改善其力学性能和工艺加工性能。

Description

Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金
技术领域
本发明涉及一种Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金。
背景技术
磁致伸缩材料属于智能材料，具有感知和驱动双重功能，即材料自身能感知环境的变化，并作出相应的响应，在航空、航天、机械电子、生物医学、交通、国防及日常生活等领域，有重要的作用。反铁磁材料和铁磁性材料都属于磁有序物质，都具有磁致伸缩效应，但是，相比于铁磁材料，由于反铁磁材料本身的局限性(对外所显示的自发磁化强度为0)，对反铁磁材料的研究和应用都十分有限，例如：铁磁性磁致伸缩材料Tb-Dy-Fe、Fe-Ga等都已进入实用阶段。而对反铁磁材料磁致伸缩的研究虽然始于1959年，但所研究的大都为化合物材料，而且反铁磁转变温度都比较低，所用的磁场比较大(＞2T)。
Mn-Cu合金是典型的反铁磁合金，其马氏体相变温度与反铁磁相变温度相耦合，具有良好的阻尼性能和机械加工性能，其阻尼性能源自其反铁磁转变而诱发的面心四方(FCT)马氏体孪晶界的牵动，如Sonoston合金等已用于商业用途，而对Mn-Cu合金在反铁磁状态下的磁致伸缩性能，未发现有类似的专利与报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金，这种合金处于反铁磁状态，具有预应力效应，并可在多晶、低磁场条件下获得。本发明是这样来实现的，其各组份及其重量百分比为：Mn：30-100％；Cu：0-70％。在此成分范围内，材料为固溶体，具有面心立方(FCC)结构，可发生反铁磁相变或发生反铁磁相变的同时，存在FCC到FCT的马氏体相变。
本发明Mn-Cu反铁磁合金通过固溶处理，并快速冷却，可获得反铁磁FCT马氏体孪晶组织，有利于磁致伸缩效应。在Mn-Cu合金基础上，加入Al、Ni、Fe、稀土等一种或几种合金元素，同样在反铁磁状态下，具有相同的磁致伸缩效应。通过磁场热处理、定向凝固及热机械训练获得多晶织构等方法，可更好的提高其磁诱发应变量。
本发明的技术效果：本发明具有实质性特点和显著进步，本发明Mn-Cu合金系反铁磁磁致伸缩合金，属非铁磁性合金，在多晶状态下的应变可与单晶铁磁性磁致伸缩Fe-Ga相媲美(专利公开号02117462.8)。并可通过加入其他合金进一步改善其力学性能和工艺加工性能。
具体实施方式
实施例1：本发明包含的各组分及其重量百分比为：Mn：54.28；Cu：46.74；测量结果显示：在多晶条件下，在1T磁场下，可获得657ppm的磁诱发负应变。
实施例2：本发明包含的各组分及其重量百分比为：Mn：80.5；Cu：15；Fe：4.5；测量结果显示：在多晶条件下，在1T磁场下，可获得1256ppm的磁诱发负应变。
实施例3：本发明包含的各组分及其重量百分比为：Mn：37.64；Cu：62.36；测量结果显示：在多晶条件下，在0.055T磁场下，可获得73 ppm的磁诱发负应变。

Claims (6)

1.一种Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金，其特征是各组份及其重量百分比为：Mn：30-100％；Cu：0-70％，定向凝固、多晶织构、热处理及预压力可提高其磁致伸缩量。
2.根据权利要求1所述的Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金，其特征是处于反铁磁状态，对外不显示磁性。
3.根据权利要求1所述的Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金，其特征是无需经过固溶和淬火获得面心四方的马氏体孪晶。
4.根据权利要求1所述的Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金，其特征是合金具有明显的预压应力效应，在预压应力下的磁致伸缩量大大提高。
5.根据权利要求1所述的Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金，其特征是可用真空熔炼制备合金，热处理可提高其磁致伸缩量。
6.根据权利要求1所述的Mn-Cu反铁磁磁致伸缩合金，其特征是可在低磁场及交变磁场下，获得磁致伸缩效应。
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