本發(fā)明涉及記憶合金加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于銅基形狀記憶合金改性的復(fù)合稀土添加劑。
背景技術(shù)：
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隨著我國電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對銅基材料，特別是銅基記憶功能新材料的需求快速增長。但目前銅基電子材料產(chǎn)品市場的國內(nèi)中低檔產(chǎn)品產(chǎn)量過剩，高性能產(chǎn)品大多依賴進(jìn)口，價格奇高，嚴(yán)重制約了我國銅基材料產(chǎn)業(yè)及電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。因此，研發(fā)高性能銅基新材料及產(chǎn)業(yè)化，打造完整的銅-銅基新材料-電子元器件產(chǎn)業(yè)鏈，對于振興銅基電子材料產(chǎn)業(yè)具有重要的現(xiàn)實意義。
銅基記憶合金普遍存在晶粒粗大、晶界脆弱、彈性各向異性大、易發(fā)生馬氏體穩(wěn)定化、抗疲勞特性差、阻尼性能不穩(wěn)定、生產(chǎn)實際能達(dá)到的相變溫度區(qū)間在-100～100℃等問題，使得其進(jìn)一步的應(yīng)用受到了限制。目前，細(xì)化晶粒的方法主要有在熔煉時加入細(xì)化元素、快速冷卻、粉末燒結(jié)等方法，但快速冷卻與粉末燒結(jié)均因成本太高，不利于量化生產(chǎn)而應(yīng)用很少。研究表明，稀土元素加入可顯著細(xì)化晶粒、提高綜合力學(xué)性能、增加記憶性能、擴(kuò)大相變溫度區(qū)間、提高熱穩(wěn)定性以及抗疲勞性能。因此，近年來國內(nèi)外正在大力投入研發(fā)稀土添加改性材料。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種提高形狀回復(fù)率、顯著減小晶粒尺寸的用于銅基形狀記憶合金改性的復(fù)合稀土添加劑。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：
用于銅基形狀記憶合金改性的復(fù)合稀土添加劑，由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成：La 25-35％、Ce 20-25％、Y 10-15％、Sm 5-10％、Yb 5-10％、Pr 3-5％、Eu 3-5％、Nd 2-3％、Lu 1-2％、聚氨酯復(fù)合助劑2-3％，余量為不可避免的雜質(zhì)和鐵；復(fù)合稀土添加劑的加入量為0.3-0.5％。
所述聚氨酯復(fù)合助劑由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料制成：有機(jī)硅改性聚氨酯樹脂35-40％、聚氧化乙烯15-20％、萜烯樹脂10-15％、聚乙烯醇縮丁醛8-12％、陰離子聚丙烯酰胺6-8％、氫化棕櫚油3-4％、微晶蠟3-4％、納米鈦白粉1-2％、分子篩原粉0.5-1％、納米鎳粉0.5-1％。
所述聚氨酯復(fù)合助劑的制備方法為：向有機(jī)硅改性聚氨酯樹脂中加入聚氧化乙烯和萜烯樹脂，充分混合后于微波頻率2450MHz、功率700W下微波處理5min，再加入聚乙烯醇縮丁醛、氫化棕櫚油和微晶蠟，混合均勻后繼續(xù)微波處理5min，所得混合物以10-15℃/min的速度冷卻降溫，待溫度降至0-5℃后保溫靜置30min，然后加入陰離子聚丙烯酰胺、納米鈦白粉、分子篩原粉和納米鎳粉，充分混合后繼續(xù)微波處理5min，隨后自然冷卻降溫，待溫度降至室溫后轉(zhuǎn)入納米研磨機(jī)中，最后制得粒度為35-50納米的聚氨酯復(fù)合助劑。
所述納米鈦白粉粒徑為15-20納米，納米鎳粉粒徑為15-20納米。
所述有機(jī)硅改性聚氨酯樹脂由聚氨酯樹脂改性而成，其改性方法為：向聚氨酯樹脂中加入松節(jié)油和雙季戊四醇，并加熱至110-115℃保溫混合10min，再加入硅烷偶聯(lián)劑和環(huán)氧大豆油，繼續(xù)加熱至125-130℃保溫混合15min，所得混合物迅速轉(zhuǎn)入0-5℃環(huán)境中靜置3h，然后再次加熱至125-130℃保溫混合10min，并自然冷卻至室溫，最后經(jīng)粉碎機(jī)制成粒度為2-3mm的顆粒。
所述聚氨酯樹脂、松節(jié)油、雙季戊四醇、硅烷偶聯(lián)劑和環(huán)氧大豆油的重量比為15:0.5:0.5:1:0.5。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以稀土元素為主要原料，輔以聚氨酯復(fù)合助劑制得用于銅基形狀記憶合金改性的復(fù)合稀土添加劑，所選稀土元素包含輕稀土、中稀土和重稀土，聚氨酯復(fù)合助劑的加入能顯著增大稀土元素與銅基形狀記憶合金的接觸面積，促進(jìn)兩者的共混，從而提高銅基形狀記憶合金的形狀回復(fù)率和減小晶粒尺寸，使形狀回復(fù)率達(dá)到85％，晶粒尺寸達(dá)到100-150μm。
具體實施方式：
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實施例1
用于銅基形狀記憶合金改性的復(fù)合稀土添加劑，由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料熔融后制成：La 35％、Ce 25％、Y 11％、Sm 10％、Yb 5％、Pr 4.5％、Eu 4.45％、Nd 2％、Lu 1％、聚氨酯復(fù)合助劑2％、余量為不可避免的雜質(zhì)和鐵0.05％。
聚氨酯復(fù)合助劑的制備：向0.4g有機(jī)硅改性聚氨酯樹脂中加入0.2g聚氧化乙烯和0.15g萜烯樹脂，充分混合后于微波頻率2450MHz、功率700W下微波處理5min，再加入0.1g聚乙烯醇縮丁醛、0.03g氫化棕櫚油和0.03g微晶蠟，混合均勻后繼續(xù)微波處理5min，所得混合物以10-15℃/min的速度冷卻降溫，待溫度降至0-5℃后保溫靜置30min，然后加入0.06g陰離子聚丙烯酰胺、0.02g納米鈦白粉、0.005g分子篩原粉和0.005g納米鎳粉，充分混合后繼續(xù)微波處理5min，隨后自然冷卻降溫，待溫度降至室溫后轉(zhuǎn)入納米研磨機(jī)中，最后制得粒度為35-50納米的聚氨酯復(fù)合助劑。
所述納米鈦白粉粒徑為15-20納米，納米鎳粉粒徑為15-20納米。
有機(jī)硅改性聚氨酯樹脂的制備：向1.5g聚氨酯樹脂中加入0.05g松節(jié)油和0.05g雙季戊四醇，并加熱至110-115℃保溫混合10min，再加入0.1g硅烷偶聯(lián)劑和0.05g環(huán)氧大豆油，繼續(xù)加熱至125-130℃保溫混合15min，所得混合物迅速轉(zhuǎn)入0-5℃環(huán)境中靜置3h，然后再次加熱至125-130℃保溫混合10min，并自然冷卻至室溫，最后經(jīng)粉碎機(jī)制成粒度為2-3mm的顆粒。
實施例2
用于銅基形狀記憶合金改性的復(fù)合稀土添加劑，由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料熔融后制成：La 35％、Ce 25％、Y 12％、Sm 9％、Yb 6％、Pr 3.5％、Eu 4.45％、Nd 2％、Lu 1％、聚氨酯復(fù)合助劑2％、余量為不可避免的雜質(zhì)和鐵0.05％。
聚氨酯復(fù)合助劑的制備：向0.4g有機(jī)硅改性聚氨酯樹脂中加入0.2g聚氧化乙烯和0.15g萜烯樹脂，充分混合后于微波頻率2450MHz、功率700W下微波處理5min，再加入0.1g聚乙烯醇縮丁醛、0.03g氫化棕櫚油和0.03g微晶蠟，混合均勻后繼續(xù)微波處理5min，所得混合物以10-15℃/min的速度冷卻降溫，待溫度降至0-5℃后保溫靜置30min，然后加入0.06g陰離子聚丙烯酰胺、0.02g納米鈦白粉、0.005g分子篩原粉和0.005g納米鎳粉，充分混合后繼續(xù)微波處理5min，隨后自然冷卻降溫，待溫度降至室溫后轉(zhuǎn)入納米研磨機(jī)中，最后制得粒度為35-50納米的聚氨酯復(fù)合助劑。
所述納米鈦白粉粒徑為15-20納米，納米鎳粉粒徑為15-20納米。
有機(jī)硅改性聚氨酯樹脂的制備：向1.5g聚氨酯樹脂中加入0.05g松節(jié)油和0.05g雙季戊四醇，并加熱至110-115℃保溫混合10min，再加入0.1g硅烷偶聯(lián)劑和0.05g環(huán)氧大豆油，繼續(xù)加熱至125-130℃保溫混合15min，所得混合物迅速轉(zhuǎn)入0-5℃環(huán)境中靜置3h，然后再次加熱至125-130℃保溫混合10min，并自然冷卻至室溫，最后經(jīng)粉碎機(jī)制成粒度為2-3mm的顆粒。
實施例3
將銅基形狀記憶合金在600-700℃下均勻化處理，保溫1h后自然冷卻，再在700-900℃下固溶處理15min后淬水，然后分別按添加量0.5％將實施例1和實施例2所制復(fù)合稀土添加劑加入，并在700-800℃下均勻化處理，保溫1h后自然冷卻，隨后在150-200℃下時效30min，靜置15min后進(jìn)行冷軋制處理，最后對所制得的經(jīng)稀土改性后的銅基形狀記憶合金進(jìn)行形狀回復(fù)率和晶粒尺寸測定。
測定結(jié)果顯示，形狀回復(fù)率達(dá)到85％，晶粒尺寸達(dá)到100-150μm。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。