1.3 球磨Ni-Mn-In合金的研究现状

对于粉体的研究，由于Ni-Mn-X块体多晶脆性比较大，单晶机械性能有提高，但其制备成本太高，这严重制约了其实际应用。为了克服这个问题，研究者开始通过球磨的方法制备纳米Ni-Mn-X，通过树脂制成复合智能驱动材料。Wang等人通过高能球磨的方法制备了Ni-Mn-Ga纳米粉末。结果表明，球磨后的Ni-Mn-Ga的结构为面心立方结构，在退火过程中恢复L21 Heusler结构，但退火后的Ni-Mn-Ga合金能发生与粗晶粒Ni-Mn-Ga合金不同的马氏体相变[14]。B. Tian报道了高能球磨后的Ni-Mn-Ga合金在加热过程中存在两个结构转变。一是由面心立方到体心立方结构的转变，二是体心立方到L21 Heusler结构的转变。经800℃高温退火后的粉末可以发生微弱的马氏体相变。对球磨Ni-Mn-In的研究较少，D. M. LIU报道了Ni50Mn36.7In13.3球磨类非晶相的结构转变和磁性能，其结果类似于文献报道的球磨Ni-Mn-Ga合金。在退火过程中有两个结构转变，并且达到一定温度退火后冷却过程才能发生马氏体相变[15]。

新型磁性形状记忆合金Ni-Mn-In合金越来越受到人们的重视，这种Heusler型合金兼有热弹性马氏体相变诱发形状记忆效应和磁场诱发形状记忆效应。与Ni2MnGa 合金相比有更大的应变量和更高的响应频率[16]。Ni-Mn-In系列合金由于磁场能够作为驱动力直接诱发马氏体逆转变，为真正意义上的磁驱动形状记忆合金的开发，开辟了一个新方向。其不仅能够显著改变马氏体转变温度，使磁场作为有效地相变驱动力而诱发马氏体逆相变，而且在相变过程中能够产生比其他已知同类材料高出很多的100MPa的输出应力，显示出良好的应用效果。目前国内外对这种合金的研究均处于起步阶段，随着Ni-Mn-In磁控形状记忆合金材料研究的深入，对智能材料系统的发展有重大的历史意义，应用前景更加的广阔。论文网

1.4 球磨工艺

    球磨是指利用磨球在筒状磨机内翻滚、打击，使物料变成细粉的工艺设备。物料在球磨过程中被粉碎是由于研磨体对其冲击与研磨作用的结果。然而，其粉碎过程却极为复杂。若以某一单独颗粒为研究对象，则球磨过程中它可能反复地受到研磨压应力的作用，致使存在于该颗粒表面上固有的或新生成的裂纹扩张，进而导至其破碎或产生塑性变形。当该颗粒不断地被粉碎时．产生的某一级新颗粒便难以进一步磨细了，这是因为新生颗粒表面上的裂纹较细，且出现某一最小断裂应力的裂纹几率也减小了的原故。当破碎过程继续进行时，所需的最终破碎应力可能会增大到使颗粒产生塑性变形的程度。此时，随着塑性变形的产生，颗粒便不会最被磨细了。因此，研磨物料时会有一个粒度极限值。对于石英原料而言，能被磨细的粒度极限值为1微米左右，又如，石灰石的极值为3～5微米。也就是说，当物料的粉磨进入到超细粉碎的范围时，球磨机的粉碎作用便越来越困难了。在大多数粉磨系统中都存在一个实际的研磨极限，这一极限最主要地取决于研磨产物颗粒产生重新聚积的倾向，以及聚积与破碎之间所建立起来的物理平衡。因此，过长的延长球磨时间是毫无意义的，只会导致能耗的增加，因为过细的颗粒无法有效地储存使裂纹扩张所需的弹性能量[17]。

1.4.1高能球磨

    高能球磨技术为一种新型的超细粉体生产技术，高能球磨是指在球磨过程中通过搅拌装撹拌钢球使物料在球磨筒中受到摩擦力、冲击力、压缩力和剪切力等力的作用，使物料粉碎并将物料均匀混合分散高能球磨的粉碎原理如图3所示。

图1.3 高能球磨机理