Никель 75 / Марганец 25 Сплав, Никель и Марганец Сплав.Сплав Ni25Mn, 1

### **Сплав Никель 75/Марганец 25 (Ni₇₅Mn₂₅) - Память формы и магнитокалорический сплав** #### **Обзор** **Сплав никеля 75 / марганца 25 ** является уникальным никель-марганцевым интерметаллидом, который демонстрирует замечательные функциональные свойства, включая эффекты памяти формы, магнитокалорические свойства и характеристики магнитной памяти формы. Этот почти эквиатомный сплав претерпевает обратимое мартенситное превращение, которое может быть вызвано как изменениями температуры, так и магнитными полями, что делает его перспективным материалом для передовых интеллектуальных приложений в приводах, датчиках и технологиях твердотельного охлаждения. --- #### **Химический состав (атомный % / вес %)** | Элемент | Атомарный % | Масса, % (прибл.) | |---------|-------------|-----------| | **Никель (Ni)** | **73,0-77,0%** | **~71,0-75,0%** | | **Марганец (Mn)** | **23,0-27,0%** | **~25,0-29,0%** | | **Железо (Fe)** | **≤ 0,5%** | Контролируемая примесь | | **Кобальт (Co)** | **0-5.0%** | Необязательное дополнение для изменения свойств | | **Медь (Cu)** | **≤ 0,1%** | Контролируемая примесь | | **Углерод (C)** | **≤ 0,05%** | Строго контролируется | | **Кремний (Si)** | **≤ 0,1%** | Контролируемая примесь | --- #### **Физические и механические свойства** | Собственность | Значение / Описание | |----------|---------------------| | **Плотность** | **7,85 г/см³** | | **Температура плавления** | **~1050-1150°C** (1922-2102°F) | | **Кристаллическая структура** | Кубический L1₀ (мартенсит) / Кубический B2 (аустенит) | | **Удельное электрическое сопротивление** | **80-120 μОм·см** | | **Теплопроводность** | **10-15 Вт/м·К** (при 20°C) | | **Коэффициент теплового расширения** | **12,0-16,0 × 10⁻⁶/°C** (фазозависимый) | | **Удельная теплоемкость** | **450-500 Дж/кг· К** | | **Модуль Юнга** | **60-80 ГПа** (в зависимости от фазы) | | **Прочность на разрыв** | **400-800 МПа** | | **Предел текучести** | **200-500 МПа** | | **Удлинение** | **5-15%** | | **Твердость** | **200-300 ВВ** | --- #### **Функциональные свойства** | Собственность | Значение / Описание | |----------|---------------------| | **Температура преобразования** | ** От -50°C до +200°C** (регулируется с помощью композиции) | | **Гистерезис трансформации** | **10-30°C** | | **Восстанавливаемый штамм** | **До 6%** (индуцированное магнитное поле) | | **Магнитный переход** | **Мартенситное преобразование в сочетании с магнитным упорядочением** | | **Температура Кюри** | **Переменная в зависимости от состава** | | **Магнитокалорический эффект** | **Значительная температура, близкая к преобразованию** | --- #### **Основные характеристики и применение** **Ключевые характеристики:** - **Эффект магнитной памяти формы**: большие деформации, вызванные магнитными полями - **Магнитокалорические свойства**: Значительные изменения температуры под действием магнитных полей - **Двусторонняя память формы**: обратимое преобразование между фазами - **Высокая чувствительность**: Быстрое срабатывание при магнитной стимуляции - **Настраиваемое преобразование**: Регулировка температуры с помощью композиции - **Хороший результат работы**: Значительная генерация силы во время трансформации **Типичные области применения:** - **Твердотельное охлаждение**: Магнитные холодильные системы, эффективные охлаждающие устройства - **Прецизионные приводы**: системы микропозиционирования, роботизированные компоненты - **Датчики**: Датчики магнитного поля, датчики температуры - **Сбор энергии**: Устройства преобразования энергии вибрации - **Медицинские приборы**: Миниатюрные хирургические инструменты, имплантируемые устройства - **Аэрокосмическая промышленность**: Адаптивные структуры, механизмы развертывания - **Автомобильный**: Интеллектуальные клапаны, активное регулирование вибрации --- #### **Международные стандарты и спецификации** | Стандарт | Обозначение | Описание | |----------|-------------|-------------| | **ASTM** | **F2004** | Метод определения температуры преобразования | | **ASTM** | **Ф2082** | Метод испытаний для определения температуры трансформации | | **ИСО** | **В разработке** | Новые стандарты для сплавов с магнитной памятью формы | | **Стандарты исследований** | **Лабораторные протоколы** | Технические характеристики учебных и научно-исследовательских учреждений | *Примечание: Как новый передовой материал, Ni₇₅Mn₂₅ в первую очередь охватывается протоколами исследований, а не установленными коммерческими стандартами. --- #### **Производство и обработка** **Доступные формы:** - **Слитки**: пуговицы, расплавленные дуговым или индукционным плавлением - **Ленты**: Аморфные/нанокристаллические формы, выкрученные из расплава - **Тонкие пленки**: Распыленные или испарившиеся слои - **Поликристаллические стержни**: Материалы с направленным затвердеванием - **Порошки**: Для композитных материалов **Рекомендации по обработке:** - **Гомогенизация**: требуется 800-1000°C в течение 24-72 часов - **Термическая обработка**: Критически важно для настройки характеристик трансформации - **Термомеханическая обработка**: Улучшает функциональные свойства - **Рост монокристалла**: Сложно, но возможно с помощью метода Бриджмена --- #### **Контроль качества и тестирование** - **Анализ преобразований**: ДСК для определения характеристик термического преобразования - **Магнитные характеристики**: VSM для магнитных свойств - **Структурный анализ**: XRD для идентификации фаз - **Микроструктурное исследование**: СЭМ/ПЭМ для фазового распределения - **Функциональное тестирование**: циклы срабатывания, усталостные характеристики - **Калориметрические измерения**: Количественная оценка магнитокалорического эффекта --- #### **Сравнение с аналогичными сплавами с памятью формы** | Собственность | Ни₇₅Mn₂₅ | NiTi (нитинол) | Ку-Аль-Ни | |----------|-----------|----------------|-----------| | **Приводной механизм** | Магнитные/тепловые | Термические/напряженные | Термические/напряженные | | **Максимальная нагрузка** | ~6% | ~8% | ~4% | | **Скорость отклика** | Очень быстро (мс) | Умеренный | Умеренный | | **Результат работы** | Высокий | Очень высокий | Средний | | **Усталостная долговечность** | В процессе изучения | Превосходно | Ярмарка | --- #### **Резюме** **Сплав никеля 75/марганца 25** представляет собой передовой функциональный материал, находящийся на переднем крае исследований интеллектуальных материалов. Уникальное сочетание магнитных и термических эффектов памяти формы открывает новые возможности для твердотельных приводов и холодильных технологий. Несмотря на то, что этот сплав все еще находится на стадии исследований и разработок, он демонстрирует огромные перспективы для применений, требующих быстрого бесконтактного срабатывания и эффективного преобразования энергии. Текущие исследования сосредоточены на улучшении циклической стабильности, повышении температур трансформации и разработке надежных производственных процессов. По мере углубления понимания этой системы материалов и преодоления производственных проблем, Ni₇₅Mn₂₅ готов обеспечить инновационные решения в различных областях, от точного машиностроения до устойчивых энергетических технологий.

Упаковка Стандартная упаковка: Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 3228 галлонов для жидкости на поддонах.