本发明涉及磁性材料领域，具体涉及一种纳米巨磁致伸缩复合材料及其制备方法。
背景技术：
：材料技术、能源技术和信息技术被公认为是现代文明的三大支柱，是人类社会进步和科学技术发展的物质基础和技术先导。在新材料技术中，新功能材料占据着举足轻重的地位。随着科学技术的进步和社会发展的需要，一些具有特定功能的新型材料，如磁性材料、电子材料、光学材料、智能材料和生物材料等的研发和应用日益受到科学家的重视并得到了快速的发展，成为新材料的研究和开发应用重点。作为智能材料的一种，磁致伸缩材料是现代技术发展所必需的重要功能磁性材料之一。所谓磁致伸缩，指的就是材料在磁场中磁化时会沿着磁化方向发生伸长或缩短的现象，包括线磁致伸缩和体磁致伸缩，一般指的是线磁致伸缩。目前已被广泛应用于计算机、通讯、仪器仪表、航空航天、农业、生物医疗以及军事等各个领域,对现代科技、国防和人类生活的各方面都产生巨大的影响。新型磁性材料以及其相关的新技术、新工艺不断涌现,是最活跃的材料领域之一。技术实现要素：要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种纳米巨磁致伸缩复合材料，力学性能好，抗压强度高，组织均匀致密，磁致伸缩性能高，同时制备成本低、工艺简单，适合于工业生产。技术方案：一种纳米巨磁致伸缩复合材料，由以下成分以重量份制备而成：E-44环氧树脂20-30份、大豆油基聚氨酯5-10份、独居石2-5份、铽粉1-3份、铁粉35-55份、钴粉3-5份、镍粉30-50份、镝粉2-5份、二乙烯三胺5-10份、3-二乙氨基丙胺3-5份、异佛尔酮二异氰酸酯2-4份、硬脂酸正丁酯1-4份、丙酮50-80份。进一步优选的，所述的一种纳米巨磁致伸缩复合材料，由以下成分以重量份制备而成：E-44环氧树脂22-28份、大豆油基聚氨酯6-9份、独居石3-4份、铽粉1.5-2.5份、铁粉40-50份、钴粉3.5-4.5份、镍粉35-45份、镝粉3-4份、二乙烯三胺6-9份、3-二乙氨基丙胺3.5-4.5份、异佛尔酮二异氰酸酯2.5-3.5份、硬脂酸正丁酯2-3份、丙酮60-70份。上述纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）将独居石进行研磨5-8小时，过200目筛，去除大颗粒，得独居石粉末；（2）将独居石粉末、铽粉、铁粉、钴粉、镍粉和镝粉混合，放入真空非自耗电弧炉中在温度为1600-1700℃，真空度为6×10-3Pa下进行充氩熔炼，翻熔3遍；（3）冷却后进行粉碎，过100目筛；（4）加入E-44环氧树脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在转速80-120r/min下加热搅拌至丙酮挥发完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、异佛尔酮二异氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在转速250-300r/min下搅拌5-10分钟；（5）加入模具中，经液压机在压力420-440MPa下压制60-90秒成型；（6）在80-90℃下固化3-4小时后在室温下固化20-22小时，脱模即得。进一步的，所述的一种纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法，所述的步骤（1）中研磨时间为6-7小时。进一步的，所述的一种纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法，所述的步骤（2）中温度为1650℃。进一步的，所述的一种纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法，所述的步骤（4）中第一次转速为100-110r/min，第二次转速为270-290r/min，搅拌时间为6-9分钟。进一步的，所述的一种纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法，所述的步骤（5）中压力为430MPa，压制时间为70-80秒。进一步的，所述的一种纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法，所述的步骤（6）中在温度为85℃下固化时间为3.5小时，室温下固化时间为21小时。有益效果：本发明的纳米巨磁致伸缩复合材料力学性能好，抗压强度高，最高可达130.9MPa，组织均匀致密，磁致伸缩性能高，在无预压应力情况下其饱和磁致伸缩系数可达839×10-6，同时，制备成本低、工艺简单，适合于工业生产。具体实施方式实施例1一种纳米巨磁致伸缩复合材料，由以下成分以重量份制备而成：E-44环氧树脂20份、大豆油基聚氨酯5份、独居石2份、铽粉1份、铁粉35份、钴粉3份、镍粉30份、镝粉2份、二乙烯三胺5份、3-二乙氨基丙胺3份、异佛尔酮二异氰酸酯2份、硬脂酸正丁酯1份、丙酮50份。上述纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法为：（1）将独居石进行研磨5小时，过200目筛，去除大颗粒，得独居石粉末；（2）将独居石粉末、铽粉、铁粉、钴粉、镍粉和镝粉混合，放入真空非自耗电弧炉中在温度为1600℃，真空度为6×10-3Pa下进行充氩熔炼，翻熔3遍；（3）冷却后进行粉碎，过100目筛；（4）加入E-44环氧树脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在转速80r/min下加热搅拌至丙酮挥发完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、异佛尔酮二异氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在转速250r/min下搅拌5分钟；（5）加入模具中，经液压机在压力420MPa下压制60秒成型；（6）在80℃下固化3小时后在室温下固化20小时，脱模即得。实施例2一种纳米巨磁致伸缩复合材料，由以下成分以重量份制备而成：E-44环氧树脂25份、大豆油基聚氨酯7.5份、独居石3.5份、铽粉2份、铁粉45份、钴粉4份、镍粉40份、镝粉3.5份、二乙烯三胺7.5份、3-二乙氨基丙胺4份、异佛尔酮二异氰酸酯3份、硬脂酸正丁酯1-4份、丙酮65份。上述纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法为：（1）将独居石进行研磨6.5小时，过200目筛，去除大颗粒，得独居石粉末；（2）将独居石粉末、铽粉、铁粉、钴粉、镍粉和镝粉混合，放入真空非自耗电弧炉中在温度为1650℃，真空度为6×10-3Pa下进行充氩熔炼，翻熔3遍；（3）冷却后进行粉碎，过100目筛；（4）加入E-44环氧树脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在转速100r/min下加热搅拌至丙酮挥发完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、异佛尔酮二异氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在转速275r/min下搅拌7分钟；（5）加入模具中，经液压机在压力430MPa下压制75秒成型；（6）在85℃下固化3.5小时后在室温下固化21小时，脱模即得。实施例3一种纳米巨磁致伸缩复合材料，由以下成分以重量份制备而成：E-44环氧树脂30份、大豆油基聚氨酯10份、独居石5份、铽粉3份、铁粉55份、钴粉5份、镍粉50份、镝粉5份、二乙烯三胺10份、3-二乙氨基丙胺5份、异佛尔酮二异氰酸酯4份、硬脂酸正丁酯4份、丙酮80份。上述纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法为：（1）将独居石进行研磨8小时，过200目筛，去除大颗粒，得独居石粉末；（2）将独居石粉末、铽粉、铁粉、钴粉、镍粉和镝粉混合，放入真空非自耗电弧炉中在温度为1700℃，真空度为6×10-3Pa下进行充氩熔炼，翻熔3遍；（3）冷却后进行粉碎，过100目筛；（4）加入E-44环氧树脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在转速120r/min下加热搅拌至丙酮挥发完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、异佛尔酮二异氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在转速300r/min下搅拌10分钟；（5）加入模具中，经液压机在压力440MPa下压制90秒成型；（6）在90℃下固化4小时后在室温下固化22小时，脱模即得。实施例4一种纳米巨磁致伸缩复合材料，由以下成分以重量份制备而成：E-44环氧树脂22份、大豆油基聚氨酯6份、独居石3份、铽粉1.5份、铁粉40份、钴粉3.5份、镍粉35份、镝粉3份、二乙烯三胺6份、3-二乙氨基丙胺3.5份、异佛尔酮二异氰酸酯2.5份、硬脂酸正丁酯2份、丙酮60份。上述纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法为：（1）将独居石进行研磨6小时，过200目筛，去除大颗粒，得独居石粉末；（2）将独居石粉末、铽粉、铁粉、钴粉、镍粉和镝粉混合，放入真空非自耗电弧炉中在温度为1650℃，真空度为6×10-3Pa下进行充氩熔炼，翻熔3遍；（3）冷却后进行粉碎，过100目筛；（4）加入E-44环氧树脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在转速100r/min下加热搅拌至丙酮挥发完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、异佛尔酮二异氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在转速270r/min下搅拌6分钟；（5）加入模具中，经液压机在压力425MPa下压制70秒成型；（6）在85℃下固化3.5小时后在室温下固化21小时，脱模即得。实施例5一种纳米巨磁致伸缩复合材料，由以下成分以重量份制备而成：E-44环氧树脂28份、大豆油基聚氨酯9份、独居石4份、铽粉2.5份、铁粉50份、钴粉4.5份、镍粉45份、镝粉4份、二乙烯三胺9份、3-二乙氨基丙胺4.5份、异佛尔酮二异氰酸酯3.5份、硬脂酸正丁酯3份、丙酮70份。上述纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法为：（1）将独居石进行研磨7小时，过200目筛，去除大颗粒，得独居石粉末；（2）将独居石粉末、铽粉、铁粉、钴粉、镍粉和镝粉混合，放入真空非自耗电弧炉中在温度为1650℃，真空度为6×10-3Pa下进行充氩熔炼，翻熔3遍；（3）冷却后进行粉碎，过100目筛；（4）加入E-44环氧树脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在转速110r/min下加热搅拌至丙酮挥发完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、异佛尔酮二异氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在转速290r/min下搅拌9分钟；（5）加入模具中，经液压机在压力435MPa下压制80秒成型；（6）在85℃下固化3.5小时后在室温下固化21小时，脱模即得。对比例1本实施例与实施例1的区别在于不含有铽粉和钴粉。具体地说是：一种纳米巨磁致伸缩复合材料，由以下成分以重量份制备而成：E-44环氧树脂20份、大豆油基聚氨酯5份、独居石2份、铁粉35份、镍粉30份、镝粉2份、二乙烯三胺5份、3-二乙氨基丙胺3份、异佛尔酮二异氰酸酯2份、硬脂酸正丁酯1份、丙酮50份。上述纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法为：（1）将独居石进行研磨5小时，过200目筛，去除大颗粒，得独居石粉末；（2）将独居石粉末、铁粉、镍粉和镝粉混合，放入真空非自耗电弧炉中在温度为1600℃，真空度为6×10-3Pa下进行充氩熔炼，翻熔3遍；（3）冷却后进行粉碎，过100目筛；（4）加入E-44环氧树脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在转速80r/min下加热搅拌至丙酮挥发完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、异佛尔酮二异氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在转速250r/min下搅拌5分钟；（5）加入模具中，经液压机在压力420MPa下压制60秒成型；（6）在80℃下固化3小时后在室温下固化20小时，脱模即得。对比例2本实施例与实施例1的区别在于不含有钴粉和镝粉。具体地说是：一种纳米巨磁致伸缩复合材料，由以下成分以重量份制备而成：E-44环氧树脂20份、大豆油基聚氨酯5份、独居石2份、铽粉1份、铁粉35份、镍粉30份、二乙烯三胺5份、3-二乙氨基丙胺3份、异佛尔酮二异氰酸酯2份、硬脂酸正丁酯1份、丙酮50份。上述纳米巨磁致伸缩复合材料的制备方法为：（1）将独居石进行研磨5小时，过200目筛，去除大颗粒，得独居石粉末；（2）将独居石粉末、铽粉、铁粉和镍粉混合，放入真空非自耗电弧炉中在温度为1600℃，真空度为6×10-3Pa下进行充氩熔炼，翻熔3遍；（3）冷却后进行粉碎，过100目筛；（4）加入E-44环氧树脂、大豆油基聚氨酯和丙酮，在转速80r/min下加热搅拌至丙酮挥发完全，加入二乙烯三胺、3-二乙氨基丙胺、异佛尔酮二异氰酸酯和硬脂酸正丁酯，在转速250r/min下搅拌5分钟；（5）加入模具中，经液压机在压力420MPa下压制60秒成型；（6）在80℃下固化3小时后在室温下固化20小时，脱模即得。本发明材料力学性能好，抗压强度高，最高可达130.9MPa，组织均匀致密，磁致伸缩性能高，在无预压应力情况下其饱和磁致伸缩系数可达839×10-6，同时，制备成本低、工艺简单，适合于工业生产。表1纳米巨磁致伸缩复合材料的部分性能指标产品名称抗压强度（MPa）饱和磁致伸缩系数实施例1128.3827×10-6实施例2129.7831×10-6实施例3130.4836×10-6实施例4128.9829×10-6实施例5130.9839×10-6对比例1128.1801×10-6对比例2128.5798×10-6注：表中饱和磁致伸缩系数的测定为在无预压应力情况下。当前第1页1 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