本發(fā)明涉及磁性材料領(lǐng)域，具體涉及一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：材料技術(shù)、能源技術(shù)和信息技術(shù)被公認(rèn)為是現(xiàn)代文明的三大支柱，是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)。在新材料技術(shù)中，新功能材料占據(jù)著舉足輕重的地位。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的需要，一些具有特定功能的新型材料，如磁性材料、電子材料、光學(xué)材料、智能材料和生物材料等的研發(fā)和應(yīng)用日益受到科學(xué)家的重視并得到了快速的發(fā)展，成為新材料的研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用重點(diǎn)。作為智能材料的一種，磁致伸縮材料是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展所必需的重要功能磁性材料之一。所謂磁致伸縮，指的就是材料在磁場(chǎng)中磁化時(shí)會(huì)沿著磁化方向發(fā)生伸長(zhǎng)或縮短的現(xiàn)象，包括線磁致伸縮和體磁致伸縮，一般指的是線磁致伸縮。目前已被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通訊、儀器儀表、航空航天、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)療以及軍事等各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)現(xiàn)代科技、國(guó)防和人類(lèi)生活的各方面都產(chǎn)生巨大的影響。新型磁性材料以及其相關(guān)的新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn),是最活躍的材料領(lǐng)域之一。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：要解決的技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提供一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料，力學(xué)性能好，抗壓強(qiáng)度高，組織均勻致密，磁致伸縮性能高，同時(shí)制備成本低、工藝簡(jiǎn)單，適合于工業(yè)生產(chǎn)。技術(shù)方案：一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：E-44環(huán)氧樹(shù)脂20-30份、大豆油基聚氨酯5-10份、獨(dú)居石2-5份、鋱粉1-3份、鐵粉35-55份、鈷粉3-5份、鎳粉30-50份、鏑粉2-5份、二乙烯三胺5-10份、3-二乙氨基丙胺3-5份、異佛爾酮二異氰酸酯2-4份、硬脂酸正丁酯1-4份、丙酮50-80份。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：E-44環(huán)氧樹(shù)脂22-28份、大豆油基聚氨酯6-9份、獨(dú)居石3-4份、鋱粉1.5-2.5份、鐵粉40-50份、鈷粉3.5-4.5份、鎳粉35-45份、鏑粉3-4份、二乙烯三胺6-9份、3-二乙氨基丙胺3.5-4.5份、異佛爾酮二異氰酸酯2.5-3.5份、硬脂酸正丁酯2-3份、丙酮60-70份。上述納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：（1）將獨(dú)居石進(jìn)行研磨5-8小時(shí)，過(guò)200目篩，去除大顆粒，得獨(dú)居石粉末；（2）將獨(dú)居石粉末、鋱粉、鐵粉、鈷粉、鎳粉和鏑粉混合，放入真空非自耗電弧爐中在溫度為1600-1700℃，真空度為6×10-3Pa下進(jìn)行充氬熔煉，翻熔3遍；（3）冷卻后進(jìn)行粉碎，過(guò)100目篩；（4）加入E-44環(huán)氧樹(shù)脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在轉(zhuǎn)速80-120r/min下加熱攪拌至丙酮揮發(fā)完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、異佛爾酮二異氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在轉(zhuǎn)速250-300r/min下攪拌5-10分鐘；（5）加入模具中，經(jīng)液壓機(jī)在壓力420-440MPa下壓制60-90秒成型；（6）在80-90℃下固化3-4小時(shí)后在室溫下固化20-22小時(shí)，脫模即得。進(jìn)一步的，所述的一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法，所述的步驟（1）中研磨時(shí)間為6-7小時(shí)。進(jìn)一步的，所述的一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法，所述的步驟（2）中溫度為1650℃。進(jìn)一步的，所述的一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法，所述的步驟（4）中第一次轉(zhuǎn)速為100-110r/min，第二次轉(zhuǎn)速為270-290r/min，攪拌時(shí)間為6-9分鐘。進(jìn)一步的，所述的一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法，所述的步驟（5）中壓力為430MPa，壓制時(shí)間為70-80秒。進(jìn)一步的，所述的一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法，所述的步驟（6）中在溫度為85℃下固化時(shí)間為3.5小時(shí)，室溫下固化時(shí)間為21小時(shí)。有益效果：本發(fā)明的納米巨磁致伸縮復(fù)合材料力學(xué)性能好，抗壓強(qiáng)度高，最高可達(dá)130.9MPa，組織均勻致密，磁致伸縮性能高，在無(wú)預(yù)壓應(yīng)力情況下其飽和磁致伸縮系數(shù)可達(dá)839×10-6，同時(shí)，制備成本低、工藝簡(jiǎn)單，適合于工業(yè)生產(chǎn)。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：E-44環(huán)氧樹(shù)脂20份、大豆油基聚氨酯5份、獨(dú)居石2份、鋱粉1份、鐵粉35份、鈷粉3份、鎳粉30份、鏑粉2份、二乙烯三胺5份、3-二乙氨基丙胺3份、異佛爾酮二異氰酸酯2份、硬脂酸正丁酯1份、丙酮50份。上述納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法為：（1）將獨(dú)居石進(jìn)行研磨5小時(shí)，過(guò)200目篩，去除大顆粒，得獨(dú)居石粉末；（2）將獨(dú)居石粉末、鋱粉、鐵粉、鈷粉、鎳粉和鏑粉混合，放入真空非自耗電弧爐中在溫度為1600℃，真空度為6×10-3Pa下進(jìn)行充氬熔煉，翻熔3遍；（3）冷卻后進(jìn)行粉碎，過(guò)100目篩；（4）加入E-44環(huán)氧樹(shù)脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在轉(zhuǎn)速80r/min下加熱攪拌至丙酮揮發(fā)完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、異佛爾酮二異氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在轉(zhuǎn)速250r/min下攪拌5分鐘；（5）加入模具中，經(jīng)液壓機(jī)在壓力420MPa下壓制60秒成型；（6）在80℃下固化3小時(shí)后在室溫下固化20小時(shí)，脫模即得。實(shí)施例2一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：E-44環(huán)氧樹(shù)脂25份、大豆油基聚氨酯7.5份、獨(dú)居石3.5份、鋱粉2份、鐵粉45份、鈷粉4份、鎳粉40份、鏑粉3.5份、二乙烯三胺7.5份、3-二乙氨基丙胺4份、異佛爾酮二異氰酸酯3份、硬脂酸正丁酯1-4份、丙酮65份。上述納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法為：（1）將獨(dú)居石進(jìn)行研磨6.5小時(shí)，過(guò)200目篩，去除大顆粒，得獨(dú)居石粉末；（2）將獨(dú)居石粉末、鋱粉、鐵粉、鈷粉、鎳粉和鏑粉混合，放入真空非自耗電弧爐中在溫度為1650℃，真空度為6×10-3Pa下進(jìn)行充氬熔煉，翻熔3遍；（3）冷卻后進(jìn)行粉碎，過(guò)100目篩；（4）加入E-44環(huán)氧樹(shù)脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在轉(zhuǎn)速100r/min下加熱攪拌至丙酮揮發(fā)完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、異佛爾酮二異氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在轉(zhuǎn)速275r/min下攪拌7分鐘；（5）加入模具中，經(jīng)液壓機(jī)在壓力430MPa下壓制75秒成型；（6）在85℃下固化3.5小時(shí)后在室溫下固化21小時(shí)，脫模即得。實(shí)施例3一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：E-44環(huán)氧樹(shù)脂30份、大豆油基聚氨酯10份、獨(dú)居石5份、鋱粉3份、鐵粉55份、鈷粉5份、鎳粉50份、鏑粉5份、二乙烯三胺10份、3-二乙氨基丙胺5份、異佛爾酮二異氰酸酯4份、硬脂酸正丁酯4份、丙酮80份。上述納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法為：（1）將獨(dú)居石進(jìn)行研磨8小時(shí)，過(guò)200目篩，去除大顆粒，得獨(dú)居石粉末；（2）將獨(dú)居石粉末、鋱粉、鐵粉、鈷粉、鎳粉和鏑粉混合，放入真空非自耗電弧爐中在溫度為1700℃，真空度為6×10-3Pa下進(jìn)行充氬熔煉，翻熔3遍；（3）冷卻后進(jìn)行粉碎，過(guò)100目篩；（4）加入E-44環(huán)氧樹(shù)脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在轉(zhuǎn)速120r/min下加熱攪拌至丙酮揮發(fā)完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、異佛爾酮二異氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在轉(zhuǎn)速300r/min下攪拌10分鐘；（5）加入模具中，經(jīng)液壓機(jī)在壓力440MPa下壓制90秒成型；（6）在90℃下固化4小時(shí)后在室溫下固化22小時(shí)，脫模即得。實(shí)施例4一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：E-44環(huán)氧樹(shù)脂22份、大豆油基聚氨酯6份、獨(dú)居石3份、鋱粉1.5份、鐵粉40份、鈷粉3.5份、鎳粉35份、鏑粉3份、二乙烯三胺6份、3-二乙氨基丙胺3.5份、異佛爾酮二異氰酸酯2.5份、硬脂酸正丁酯2份、丙酮60份。上述納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法為：（1）將獨(dú)居石進(jìn)行研磨6小時(shí)，過(guò)200目篩，去除大顆粒，得獨(dú)居石粉末；（2）將獨(dú)居石粉末、鋱粉、鐵粉、鈷粉、鎳粉和鏑粉混合，放入真空非自耗電弧爐中在溫度為1650℃，真空度為6×10-3Pa下進(jìn)行充氬熔煉，翻熔3遍；（3）冷卻后進(jìn)行粉碎，過(guò)100目篩；（4）加入E-44環(huán)氧樹(shù)脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在轉(zhuǎn)速100r/min下加熱攪拌至丙酮揮發(fā)完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、異佛爾酮二異氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在轉(zhuǎn)速270r/min下攪拌6分鐘；（5）加入模具中，經(jīng)液壓機(jī)在壓力425MPa下壓制70秒成型；（6）在85℃下固化3.5小時(shí)后在室溫下固化21小時(shí)，脫模即得。實(shí)施例5一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：E-44環(huán)氧樹(shù)脂28份、大豆油基聚氨酯9份、獨(dú)居石4份、鋱粉2.5份、鐵粉50份、鈷粉4.5份、鎳粉45份、鏑粉4份、二乙烯三胺9份、3-二乙氨基丙胺4.5份、異佛爾酮二異氰酸酯3.5份、硬脂酸正丁酯3份、丙酮70份。上述納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法為：（1）將獨(dú)居石進(jìn)行研磨7小時(shí)，過(guò)200目篩，去除大顆粒，得獨(dú)居石粉末；（2）將獨(dú)居石粉末、鋱粉、鐵粉、鈷粉、鎳粉和鏑粉混合，放入真空非自耗電弧爐中在溫度為1650℃，真空度為6×10-3Pa下進(jìn)行充氬熔煉，翻熔3遍；（3）冷卻后進(jìn)行粉碎，過(guò)100目篩；（4）加入E-44環(huán)氧樹(shù)脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在轉(zhuǎn)速110r/min下加熱攪拌至丙酮揮發(fā)完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、異佛爾酮二異氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在轉(zhuǎn)速290r/min下攪拌9分鐘；（5）加入模具中，經(jīng)液壓機(jī)在壓力435MPa下壓制80秒成型；（6）在85℃下固化3.5小時(shí)后在室溫下固化21小時(shí)，脫模即得。對(duì)比例1本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于不含有鋱粉和鈷粉。具體地說(shuō)是：一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：E-44環(huán)氧樹(shù)脂20份、大豆油基聚氨酯5份、獨(dú)居石2份、鐵粉35份、鎳粉30份、鏑粉2份、二乙烯三胺5份、3-二乙氨基丙胺3份、異佛爾酮二異氰酸酯2份、硬脂酸正丁酯1份、丙酮50份。上述納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法為：（1）將獨(dú)居石進(jìn)行研磨5小時(shí)，過(guò)200目篩，去除大顆粒，得獨(dú)居石粉末；（2）將獨(dú)居石粉末、鐵粉、鎳粉和鏑粉混合，放入真空非自耗電弧爐中在溫度為1600℃，真空度為6×10-3Pa下進(jìn)行充氬熔煉，翻熔3遍；（3）冷卻后進(jìn)行粉碎，過(guò)100目篩；（4）加入E-44環(huán)氧樹(shù)脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在轉(zhuǎn)速80r/min下加熱攪拌至丙酮揮發(fā)完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、異佛爾酮二異氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在轉(zhuǎn)速250r/min下攪拌5分鐘；（5）加入模具中，經(jīng)液壓機(jī)在壓力420MPa下壓制60秒成型；（6）在80℃下固化3小時(shí)后在室溫下固化20小時(shí)，脫模即得。對(duì)比例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于不含有鈷粉和鏑粉。具體地說(shuō)是：一種納米巨磁致伸縮復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：E-44環(huán)氧樹(shù)脂20份、大豆油基聚氨酯5份、獨(dú)居石2份、鋱粉1份、鐵粉35份、鎳粉30份、二乙烯三胺5份、3-二乙氨基丙胺3份、異佛爾酮二異氰酸酯2份、硬脂酸正丁酯1份、丙酮50份。上述納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的制備方法為：（1）將獨(dú)居石進(jìn)行研磨5小時(shí)，過(guò)200目篩，去除大顆粒，得獨(dú)居石粉末；（2）將獨(dú)居石粉末、鋱粉、鐵粉和鎳粉混合，放入真空非自耗電弧爐中在溫度為1600℃，真空度為6×10-3Pa下進(jìn)行充氬熔煉，翻熔3遍；（3）冷卻后進(jìn)行粉碎，過(guò)100目篩；（4）加入E-44環(huán)氧樹(shù)脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在轉(zhuǎn)速80r/min下加熱攪拌至丙酮揮發(fā)完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、異佛爾酮二異氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在轉(zhuǎn)速250r/min下攪拌5分鐘；（5）加入模具中，經(jīng)液壓機(jī)在壓力420MPa下壓制60秒成型；（6）在80℃下固化3小時(shí)后在室溫下固化20小時(shí)，脫模即得。本發(fā)明材料力學(xué)性能好，抗壓強(qiáng)度高，最高可達(dá)130.9MPa，組織均勻致密，磁致伸縮性能高，在無(wú)預(yù)壓應(yīng)力情況下其飽和磁致伸縮系數(shù)可達(dá)839×10-6，同時(shí)，制備成本低、工藝簡(jiǎn)單，適合于工業(yè)生產(chǎn)。表1納米巨磁致伸縮復(fù)合材料的部分性能指標(biāo)產(chǎn)品名稱(chēng)抗壓強(qiáng)度（MPa）飽和磁致伸縮系數(shù)實(shí)施例1128.3827×10-6實(shí)施例2129.7831×10-6實(shí)施例3130.4836×10-6實(shí)施例4128.9829×10-6實(shí)施例5130.9839×10-6對(duì)比例1128.1801×10-6對(duì)比例2128.5798×10-6注：表中飽和磁致伸縮系數(shù)的測(cè)定為在無(wú)預(yù)壓應(yīng)力情況下。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3