[0006] 本发明为了克服现有磁相变材料元素掺杂调控方式对磁性的改变不可控，实效可行性较差的问题，提供了一种具有低场各向异性磁热效应的柔性MnNiTi基磁相变合金材料。
[0007] 本发明还提供了一种柔性MnNiTi基磁相变合金材料的制备方法，该方法操作简单，对设备无特殊要求，易于产业化。
[0008] 本发明还提供了一种柔性MnNiTi基磁相变合金材料的磁性能的调控方法，该调控方法可以有效调控柔性MnNiTi基磁相变合金材料的磁各向异性，有利于获得较大的旋转磁热效应，使得磁化强度和磁热效应都有所增强，获得应变可调控的旋卡效应。
[0009] 本发明还提供了一种柔性MnNiTi基磁相变合金材料在磁制冷以及磁性器件领域中的应用。
[0010] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0011] 一种柔性MnNiTi基磁相变合金材料，所述柔性MnNiTi基磁相变合金材料的化学式为Mn50Ni50‑a‑bCobTia，其中，9≤a≤12，8≤b≤10。
[0012] 本发明中通过将Co素掺杂到MnNiTi基Heusler合金体系，并将原本MnNiTi基合金中的Ni通过Co替换，从而得到新的合金。本发明中的这种Mn‑Ni‑Co‑Ti合金材料能够在弯曲或者在磁场中旋转一定角度的条件下发生马氏体相变，导致材料中晶格的畸变，进而使磁性原子间距发生变化，强制性地改变了体系的磁性。随着相变的产生能够获得较大的磁化强度差，同时合金的相变温度、磁化强度等参数也能够随之改变，因而能够表现出增强的磁制冷效应；在此基础上，通过旋转角度，表征磁化强度与磁场角度的依赖性关系，可知在平行状态下的磁化强度明显比垂直下大，说明有较强的磁各向异性。
[0013] 作为优选，所述柔性MnNiTi基磁相变合金材料的相变温度范围为150 350K。~
[0014] MnNiTi基磁相变合金往往只在相变温度附近时才表现出较大的磁熵变效应，由于本发明中的材料的能够通过弯曲改变相变温度，使温度的范围靠近室温，通过本发明中的这种材料和方法能够在室温下获得磁化强度差与磁热效应的改善，在此基础上，改变该材料在磁场中的角度，表现出较大的磁各向异性，有利于获得较大的旋转磁热效应，使得磁化强度和磁热效应都有所增强，获得应变可调控的旋卡效应，这一前提条件能够让本发明中这种合金材料在磁制冷以及磁性器件等应用领域中具有更为广阔的前景。
[0015] 作为优选，所述柔性MnNiTi基磁相变合金材料在0 5T磁场变化下，最大熵变值为~‑1 ‑1
11.25Jkg K 。
[0016] 本发明中所述的柔性MnNiTi基磁相变合金材料具有较高的磁熵变值，因而具有良好的磁热效应，能够有效应用于磁制冷过程之中。
[0017] 一种柔性MnNiTi基磁相变合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0018] （1）按照上述化学式中的配比称取原料；
[0019] （2）将原料通过电弧熔炼得到MnNiTi基合金块体；
[0020] （3）将MnNiTi基合金块体在真空条件下进行熔体快淬，得到相变薄带材料，即为柔性MnNiTi基磁相变合金材料。
[0021] 作为优选，步骤（3）中，熔体快淬过程中，铜轮的转速为15 50m/s，所述相变薄带材~料的薄带长约1 15cm，厚约20 30μm。
~ ~
[0022] 铜轮的转速对合金薄带的性能影响很大，合金薄带的平均晶粒尺寸、晶胞体积随轮速增加而减小，从而改变Mn‑Mn的间距，调控薄带的冷却速度，获取具有不同相变温度的薄带。本发明优选15 50m/s转速，可以制备相变温度在室温附近的合金薄带。~
[0023] 一种柔性MnNiTi基磁相变合金材料的磁性能的调控方法，将柔性MnNiTi基磁相变合金材料利用水溶性聚合物转移到高分子基材表面，通过弯曲或旋转高分子基材，改变柔性MnNiTi基磁相变合金材料的磁各向异性，获得应变可调控的旋卡效应，实现柔性MnNiTi基磁相变合金材料的磁性能的调控。
[0024] 本发明中的“弯曲”指通过机械外力对其进行弯曲，从而改变磁性，相关磁效应以及磁各向异性；包括对表面负载有磁性MnNiTi基磁相变合金材料的高分子基材两端进行挤压，使得柔性MnNiTi基磁相变合金材料中部产生翘曲，从而产生弯曲形变（拉应变/压应变）。
[0025] 本发明中的“旋转”指通过测量杆直接整体旋转表面负载有磁性MnNiTi基磁相变合金材料的高分子基材在磁场中的角度，在此过程中保持固定的应变，得到该相变薄带材料的难易轴，表征该材料较大的磁各向异性，获取旋转磁热效应。
[0026] 作为优选，所述高分子基材选自聚对苯二甲酸乙二醇酯（PBT）、云母片、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PET）、聚丙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）中的一种。
[0027] 作为优选，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇（PVA）或聚乙二醇（PEG）。
[0028] 作为优选，将柔性MnNiTi基磁相变合金材料转移到高分子基材表面包括以下步骤：
[0029] （1）将水溶性聚合物与水以1：（7 9）的质量比充分溶解，进行磁力搅拌，加热温度~50 60℃，加热2 3h，制得水溶性聚合物溶胶；
~ ~
[0030] （2）将柔性MnNiTi基磁相变合金材料放在载物片上，通过匀胶机旋涂水溶性聚合物溶胶80 90s，使得柔性MnNiTi基磁相变合金材料完全粘附在载物片的上表面，加热温度~至60 70℃，烘干时间为3 5min，制得复合薄带；匀胶机转速为800 1000 r/min；
~ ~ ~
[0031] （3）采用高分子基材将步骤（2）所得的复合薄带进行固化，固化时间2 3h，然后从~载物片上剥离，即得柔性MnNiTi基磁相变合金材料/水溶性聚合物/高分子基材三明治结构。该三明治结构有良好的结合面，在经过多次弯曲循环后，界面未发生脱落，且应力传导良好，便于完成后期磁性能的调控。
[0032] 本发明将MnNiTi基磁相变合金薄带材料利用旋涂的方式通过水溶性聚合物（PVA或PEG）等转移到柔性高分子基材表面，通过弯曲高分子基材，将弯曲应变传导至相变合金薄带上，调控相变薄带应变及难易磁化轴，改变薄带三明治结构的磁各向异性，这有利于获得较大的旋转磁热效应，获得应变可调控的旋卡效应，有望用于磁制冷过程中。
[0033] 作为优选，步骤（2）中，所述载物片选自硅片，载玻片，二氧化硅涂层片中的一种。
[0034] 一种柔性MnNiTi基磁相变合金材料在磁制冷以及磁性器件领域中的应用。
[0035] 因此，本发明具有如下有益效果：
[0036] （1）本发明的柔性MnNiTi基磁相变合金材料通过将Co元素掺杂到MnNiTi基Heusler合金体系中，得到的合金能够在室温条件下表现出较大的磁熵变效应；
[0037] （2）制备方法操作简单，对设备无特殊要求，易于产业化；
[0038] （3）本发明的调控方法基于弯曲和旋转，有效调控柔性MnNiTi基磁相变合金材料的磁各向异性，有利于获得较大的旋转磁热效应，使得磁化强度和磁热效应都有所增强，获得应变可调控的旋卡效应；
[0039] （4）本发明中柔性MnNiTi基磁相变合金材料的磁各向异性可以得到有效调控，磁各向异性越强越有利于获得较大的旋转磁热效应，从而实现应变可调控的旋卡效应，在磁制冷以及磁性器件领域中具有更为广阔的应用前景。
