强磁场诱发获得大磁致应变NiMnGa单变体的方法

摘要

本发明公开了一种强磁场诱发获得大磁致应变NiMnGa单变体的方法，是针对NiMnGa单晶材料，采用一种在室温25℃条件下，对NiMnGa单晶的马氏体状态下进行强磁场5～10T处理，通过马氏体孪晶再取向，诱发单变体的方法，其原理在于对NiMnGa单晶施加一个强磁场，使其在外磁场产生的静磁能强作用下，通过其与磁晶各向异性之间的耦合作用，产生切应力，大于其孪晶再取向应力，实现单晶内的马氏体孪晶再取向，从而诱发产生具有大磁致应变的马氏体单变体，获得高达50000ppm(即5％)以上的大磁致应变。

主权项

1.一种强磁场诱发获得大磁致应变NiMnGa单变体的方法，其特征在于磁化处理包括有下列处理步骤：第一步：制NiMnGa棒材将纯度99.9％的Ni、Mn、Ga配制成目标成分的母合金；然后将母合金放于真空电弧炉内，调节真空室的真空度至2～4×10-3Pa，充入氩气至0.3～0.7×105Pa，进行反复熔炼3～5次后铸成NiMnGa棒材；所述目标成分为Ni48～53Mn25～30Ga16～26；第二步：制NiMnGa单晶将经第一步骤获得的NiMnGa棒材切割成圆柱料棒和籽晶棒，并将圆柱料棒和籽晶棒置于光子加热悬浮区熔晶体生长炉中，采用光子加热悬浮区熔法制备NiMnGa单晶；制NiMnGa单晶工艺参数：调节生长炉炉内真空室的真空度至2～4×10-3Pa；充入高纯氩气至1.2～1.8×105Pa，氩气气流速度为0.2～2.0L/min，高纯氩气作为流动气体；将籽晶棒安装在生长炉的下轴上，圆柱料棒悬挂在生长炉的上轴上；籽晶棒与圆柱料棒的旋转方向相反，转速为5～50r/min，熔区长度为4～10mm，凝固温度梯度在1～7×104K/m，晶体生长速度为3～15mm/h；第三步：磁化制NiMnGa近单变体将经第二步骤获得的NiMnGa单晶分别沿[100]方向、[010]方向和[001]方向切割，获得一长方体单晶试样；然后将长方体单晶试样置于充磁机中进行反复磁化处理，制得NiMnGa近单变体；磁化条件：(A)在18～25℃，沿单晶[100]方向施加5～10T强脉冲磁场，磁化5～20次后制得[100]方向的磁化件，并用游标卡尺或千分尺测量磁化前后的变化率，其单晶尺寸变化率为0.1～3％；(B)在18～25℃，沿单晶[001]方向施加5～10T强脉冲磁场，磁化5～20次后制得[001]方向的磁化件，并用游标卡尺或千分尺测量磁化前后的变化率，其单晶尺寸变化率为1～7％。