专利名称：一种温度感知开关动作的铜合金制备方法
技术领域：
本发明属于一种合金材料的制备方法，尤其是一种温度感知开关动作的铜合金制备方法，属于材料科学领域。
背景技术：
随着微电子技术的发展，在微型电路中会需要一些小型的对温度具有感知和动作特性的，即具有温度开关特性的元器件。材料的开关特性是指当环境条件如温度、压力等在逐渐改变并达到某一特定值时，材料的某种物理性质突然变化。这种性质对于各种控制器十分重要并得到广泛应用。目前一般使用感知和执行的元器件通过热电偶及相应电路，或者是双金属片来实现。热电偶利用温差产生热电动势，由附加电路放大电信号，可以推动动作控制器产生动作，其具有温度测量和控温准确的特点，但是由于其必须附有电子线路和动作执行装置，体积庞大且必须一直通电才能工作。双金属片是将两种金属片粘在一起，利用两种金属热膨胀性不同的物理特性，可以随温度变化产生弯曲的动作。热双金属片也可以在环境温度变化时发生形状和尺寸变化。热双金属由热膨胀系数大的主动层与热膨胀系数小的被动层通过粘结等方法复合而成。在温度变化过程中，由于两种金属的热膨胀系数不同，热双金属将向低热膨胀金属侧弯曲。但由于该过程是渐进的，其开关特性并不明显。另外，由于必须使用两种材料复合在一起，需要一定的长度才能产生足够大的动作，其制作过程较复杂。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的提供一种温度感知开关动作的铜合金制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种温度感知开关动作的铜合金制备方法，采用的材料为具有热弹性马氏体相变的单晶体(即在合金内部只有一个晶粒，晶粒内部合金点阵的取向是相同的)铜基形状记忆合金，由电子背散射衍射(EBSD)测定结果，可在合金中选取可逆双程自发形状变化率为最大的方位，将该方向作为冷轧方向利用线切割获得能够被冷轧的平板合金，进行0.2～2％的冷轧，就可以使合金在该方向上获得最大的开关动作特性，从而制成开关合金。
经过上述方法获得的铜基开关动作合金，具有可逆双程自发形状变化率最大可以达到约10％的开关动作。可以通过控制合金成分的方法控制马氏体相变温度，从而获得所需控制温度的合金。因此，该合金具有相变温度可控，相变温度稳定性好，动作重复性好等特点。
图1是铜基单晶形状记忆合金的可逆双程自发形状变化率的EBSD测定结果图。
具体实施例方式如图1所示，由EBSD测定结果，可在合金中选取可逆双程自发形状变化率为最大的方位，例如A点的方位为合金接近
晶向的方位，将该方向作为冷轧方向，利用线切割获得能够被冷轧的平板合金，进行0.2～2％的冷轧，就可以在该方向上获得最大的开关动作特性。
合金的成分范围为Cu-(10～30)Zn-(5～20)Al(at.％，原子百分比)；Cu-(10～30)Al-(5～20)Mn(at.％，原子百分比)；Cu-(10～30)Al-(5～20)Ni(at.％，原子百分比)。
形状记忆合金的固溶热处理温度为700℃-900℃。
冷轧压下量范围为0.1～10％。
实施例制备Cu-22.3Zn-10.8Al(at.％)单晶开关动作特性合金。
实际成分为Cu-22.3Zn-10.8Al(原子百分比)合金的单晶材料，经过固溶处理后(850℃×15min，用水淬火)的相变温度为Ms＝-25℃，Mf＝-29℃，As＝-20℃，Af＝-15℃。晶粒取向如图1中A点所示。用线切割将单晶合金沿着平行于A方向的平面切出平行平面作为冷轧面，冷轧面抛光后测量厚度，并计算压下量为1％时的厚度，进行1％的轧制。即可获得所需合金。
经热膨胀测定，该合金在环境温度降低到马氏体相变温度Ms时，在轧制方向上就会发生6％-10％的伸长；当温度再次升高通过马氏体可逆相变温度As时，就还原到原来的长度。
权利要求
1.一种温度感知开关动作的铜合金制备方法，采用的材料为单晶体(即在合金内部只有一个晶粒，晶粒内部合金点阵的取向是相同的)铜基形状记忆合金，由电子背散射衍射(EBSD)测定结果，可在合金中选取可逆双程自发形状变化率为最大的方位，将该方向作为冷轧方向，利用线切割获得能够被冷轧的平板合金，进行0.2～2％的冷轧，就可以使合金在该方向上获得最大的开关动作特性，从而制成开关合金。
2.如权利要求1所述的一种温度感知开关动作的铜合金制备方法，合金的成分范围为Cu-(10～30)Zn-(5～20)Al(at.％，原子百分比)；Cu-(10～30)Al-(5～20)Mn(at.％，原子百分比)；Cu-(10～30)Al-(5～20)Ni(at.％，原子百分比)；冷轧压下量范围为0.1～10％。
全文摘要
一种温度感知开关动作的铜合金制备方法，采用的材料为单晶体(即在合金内部只有一个晶粒，晶粒内部合金点阵的取向是相同的)铜基形状记忆合金，由EBSD测定结果，可在合金中选取可逆双程自发形状变化率为最大的方位，例如A点的方位为合金接近
晶向的方位，将该方向作为冷轧方向利用线切割获得能够被冷轧的平板合金，进行0.2～2％的冷轧，就可以使合金在该方向上获得最大的开关动作特性，从而制成开关合金。经过上述方法获得的铜基开关动作合金，具有可逆双程自发形状变化率最大可以达到约10％的开关动作。可以通过控制合金成分的方法控制马氏体相变温度，从而获得所需控制温度的合金。因此，该合金具有相变温度可控，相变温度稳定性好，动作重复性好等特点。
文档编号H01H11/04GK101064219SQ20071001069
公开日2007年10月31日 申请日期2007年3月23日 优先权日2007年3月23日
发明者王继杰, 武保林, 沙桂英, 国旭明, 刘春忠, 赵玉华, 黄震威, 王艳晶, 王洪顺, 张宇东 申请人:沈阳航空工业学院