Cu元素对TiNiNb合金阻尼性能的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了不同原子百分比含量Cu元素(5%,15%,25%)取代Ni对TiNiNb合金马氏体相变温度的影响,并利用单悬臂法(动态机械分析仪)测试了这3种合金的阻尼性能.结果表明,Cu元素对TiNiNb合金相变过程没有明显的影响,在试验温度范围内,合金经历了一阶段的热弹性马氏体相变;Cu含量的增多促进了该合金相变温度的增加,使得相变主要发生在80℃～98℃之间(加热过程);在马氏体相区,Cu含量高,材料的阻尼性能越好.     

Ti50Ni40Cu10合金的相变潜热及相变热滞

本文采用示差扫描量热仪(DSC)系统分析了Ti50Ni40Cu10(at.%)合金的马氏体相变潜热(ΔHB2→B19)和逆马氏体相变潜热(ΔHB19→B2)、相变热滞(ΔT)与固溶温度、退火温度和相变热循环间的关系.结果表明:相变潜热随着固溶化温度的升高而明显降低、随着退火温度的升高则略微降低.相变热滞、逆马氏体相变温度在热循环初期迅速降低,当热循环次数超过2次时则均保持不变;逆马氏体相变潜热(ΔHB19→B2和ΔHB19→B19)随着热循环次数(n＜4)的增加有所升高,特别是ΔHB19→B19约增加58%,而热循环次数对马氏体相变温度和潜热ΔHB2→B19则无明显影响.     

高岭土基Al-Si合金复合相变蓄热材料的性能

以含Si量为12%的铝硅合金为相变材料、高岭土为基体复合制备相变蓄热材料,通过热分析(DSC-TG)、热循环、扫描电子显微镜(SEM)和导热分析(LFA),研究相变材料Al-Si合金的含量与复合相变材料的相变潜热及热稳定性之间关系。结果表明,在空气中,当Al-Si合金含量分别为50%、33%、25%、20%和17%时,经过5次、10次、15次、20次热循环后,复合相变材料的相变潜热逐渐减小,在15次热循环后相变潜热趋于稳定。此外,复合相变材料的微观形貌随热循环次数的增加趋于稳定,导热系数随加热温度的增加呈线性降低,且在600℃时,合金含量为25%和33%的复合相变材料的导热系数分别为6.51W/m·K和3.45w/m·K。综上所述,Al-Si合金含量为25%和33%的复合相变材料可在特殊行业得到良好的应用。     

影响TiNi合金相变温度因素的探讨

TiNi合金的相变温度Af是影响合金组织和性能的重要参数,为此,针对TiNi合金制造生产过程中影响TiNi合金相变温度Af的3大因素:合金成分、塑性变形、记忆热处理进行了实验研究,结果表明:对Ti-xNi(x=49.9,50.0,50.1,at%)合金,在热处理制度为800℃,15 min+WQ,其Ni含量每增加0.1%,Af值约降低8℃;采用热加工生产TiNi记忆合金时,记忆热处理可不考虑材料加工经历,选择合适的处理制度,即可获得良好的记忆性能.     

正构烷烃热物性的理论预测及实验研究

选取正十七烷、正十八烷、正二十烷有机相变材料进行两两混合,制备二元混合物,利用差示扫描量热仪研究二元混合物的相变温度及相变潜热。选取理论计算公式对不同质量配比的二元混合物的相变温度及相变潜热进行理论预测,并与实验值进行对比。结果表明,制备的二元混合物的相变温度及相变潜热的实验值与理论计算值吻合较好,证明所选取的理论计算公式应用于正构烷烃相变温度和相变潜热的预测是可行的。     

路面NiTi合金相变材料固溶处理及调温效果

NiTi合金相变材料试样经不同温度(400、500、600、700及800℃)保温不同时间(15、30、45及60min)后进行淬火处理,利用差示扫描量热仪测试其性能,研究不同固溶处理工艺对NiTi合金相变焓值、相变温度等性能的影响。将该NiTi合金相变材料作为功能组分,制备NiTi合金相变材料改性的沥青混合料,通过调温试验对比不同NiTi合金掺量的沥青混合料的调温效果。结果表明:固溶处理温度为400及500℃时NiTi合金的相变温度区间宽于600、700及800℃时的相变温度区间;该相变材料的马氏体转变与逆转变的焓值主要受处理温度影响,保温时间对焓值影响不大、对相变温度区间的影响规律相似;随着NiTi合金相变材料掺量的增加,调温效果越显著。     

Al-Si合金的储热性能

对Si含量为10％-13％的Al—Si合金进行了加速氧化、热循环和掺Fe实验,研究了其在不同热循环条件下的相变储热性能和可靠性．结果表明,在空气中经几百h的高温氧化后,氧化率小于0．01％,其影响可以忽略不计．经过0,4,23,60,100,200,300,400,500,600,700次熔化-凝固循环后,相变温度的变化为3．8-11．8℃,相变潜热从484．86kJ／kg下降到432．62kJ／kg．当Al—Si合金的掺铁量为0．5％时,相变潜热下降6．5％;对于缓冷的储能过程,偏析较小并在循环多次后趋于缓和和稳定．Al—Si合金成份和结构的变化对材料的储热性能影响较小,在长期的热循环过程中有良好和稳定的储热性能．     

十八烷/膨润土复合相变储热材料的制备及性能研究

以十八烷为相变材料,膨润土为支撑结构,采用"微波法"与"熔融插层法"相结合制备了十八烷/膨润土复合相变储热材料.采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)及偏光显微镜(POM)对复合相变储热材料的结构与性能进行了表征.结果表明,十八烷进入膨润土纳米层间导致层间距扩大;复合相变储热材料的相变温度为27.03℃,与十八烷一致;相变潜热为67.22J/g,与质量分数为33.33%的十八烷的相变潜热相当;在发生固-液相变时没有液态十八烷析出.500次加热/冷却循环后,复合相变储热材料的层间距及相变温度没有明显变化,相变潜热减少约3%,证明复合相变储热材料具有良好的结构与性能稳定性.     

Ni50Mn38-xIn12Fex多晶合金的马氏体转变和磁转变特性

详细研究了Ni50Mn38-xIn12Fex(x=0,3,4,5,6)合金体系中Fe取代Mn对合金马氏体相变行为及磁学性能的影响.发现当x≤4时,合金表现出由B2结构的奥氏体向正交结构的马氏体转变的相变行为,而当x≥5时该相变被完全抑制.当Fe对Mn的取代超过3％时,合金的显微结构中出现y相,并发现其数量随Fe含量的增加而增加.γ相的形成改变了合金基体相成分,进而带来了基体相e/a(每原子的电子浓度)值的变化,研究结果证明合金的一系列性能改变均与基体相e/a值的变化相关.第一,基体相e/a(每原子的电子浓度)值随着Fe含量的增加而迅速减小,导致了合金马氏体相变温度、相变潜热及相变熵变的降低.第二,Fe的引入有效地增强了合金基体相的铁磁性能,提高了合金的居里转变温度和合金的磁化强度.详细阐述了Fe的引入是合金马氏体相变及磁学性能变化的本质原因.     

聚苯乙烯/石蜡相变储能微胶囊的制备和表征

采用类悬浮聚合法制备了聚苯乙烯/石蜡相变微胶囊,用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、差热扫描量热仪(DSC)及热重分析仪(TG),对微胶囊的化学结构、表面形貌、潜热值及耐热性进行了分析。结果表明,微胶囊制备过程中壁材不与芯材发生反应,微胶囊的表面有大小不均的微孔;石蜡含量为20%~50%的微胶囊壁材对芯材保护效果较好;当石蜡含量提高到60%时,微胶囊的形貌变得不规则;微胶囊的相变潜热值达到92.4 J/g,具有较好的相变储能效果;TG测试表明微胶囊壁材对芯材有保护作用。     

铁基形状记忆合金马氏体相变研究进展

铁基形状记忆合金的形状记忆效应和超弹性取决于合金的马氏体相变特征,掌握铁基合金的马氏体相变规律是开发和优化铁基形状记忆合金的前提。根据马氏体相变类型将目前发现的铁基形状记忆合金分成3类：Fe-Mn-Si系,Fe-Ni-Co系和Fe-Pt／Fe-Pd系,分别阐述了3类铁基形状记忆合金马氏体相变的研究进展,总结了铁基合金形状记忆效应的不同机理和影响马氏体相变特征的各种因素,探讨了开发新型铁基形状记忆合金的需要关注的方向。     

磁性形状记忆合金研究进展

磁性形状记忆合金是上世纪90年代开始出现的一类新型金属功能材料。这类合金兼具热弹性马氏体相变和磁性转变,其形状记忆效应可以由磁场控制。此外这类合金还具有磁阻、磁热等丰富的物理效应,因而一直是近期研究热点。首先介绍了磁性形状记忆合金的3个基本特征,即马氏体相变与磁性转变、磁场驱动孪晶再取向和磁场诱发相变。然后分别对Ni基、Co基和Fe基磁性形状记忆合金的研究现状进行了评述。最后展望了磁性形状记忆合金的发展趋势。     

热处理对NiTi形状记忆合金的相变的影响

对含Ti 50.8%的NiTi形状记忆合金在300℃、400℃、500℃保温不同时间进行时效处理,然后通过差示扫描量热仪DSC对其相变温度点进行测定,发现经时效处理调节后,Af最大可下降20~30℃左右,而Ms变化不大。通过不同时效温度和保温时间的DSC曲线比较,得出热处理对其相变温度点的影响规律,即在300~500℃时效处理时,保温时间越短,Af降低越明显,在相同保温时间时,保温温度越低,Af降低越明显。     

TiNi形状记忆合金约束态相变及驱动特性研究进展

TiNi形状记忆合金作为一种驱动材料具有广阔的应用前景，同时TiNi合金丝增强复合材料的研究和应用也得到人们的重视。TiNi合金的驱动能力与其约束条件下的相变行为有密切的关系。综述了不同约束态条件下TiNi形状记忆合金丝的马氏体相变特征及其驱动特性的研究进展。     

NiTiHf-based shape memory alloys

Abstract

NiTiHf-based shape memory alloys have been receiving considerable attention for high temperature, high strength and two-way shape memory applications since they could have transformation temperatures above 100°C, shape memory effect under high stress (above 500 MPa) and superelasticity above 100°C. Moreover, their shape memory properties can be tailored by microstructural engineering. However, NiTiHf-based alloys have some drawbacks such as low ductility and high slope in stress induced martensite transformation region. In order to overcome these limitations, studies have been focused on microstructural engineering by aging, alloying and processing. It has been revealed that microstructural control is crucial to govern the shape memory properties (e.g. transformation temperatures, matrix strength, shape recovery strain, twinning type, etc.) of NiTiHf-based alloys. A summary of the most recent improvements on selected NiTiHf-based systems is presented to point out their significant shape memory properties, effects of alloying, aging and microstructure of transforming phases and precipitates.     

Martensitic transformation and shape memory properties of Ti-Ta-Sn high temperature shape memory alloys

The effects of Ta and Sn contents on the martensitic transformation temperature, crystal structure and thermal stability of Ti-Ta-Sn alloys are investigated in order to develop novel high temperature shape memory alloys. The martensitic transformation temperature significantly decreases by aging or thermal cycling due to the formation of ω phase in the Ti-Ta binary alloys. The addition of Sn is effective for suppressing the formation of ω phase and improves stability of shape memory effect during thermal cycling. The amount of Sn content necessary for suppressing aging effect increases with decreasing Ta content. High martensitic transformation temperature with good thermal stability can be achieved by adjustment of the Ta and Sn contents. Furthermore, the addition of Sn as a substitute of Ta with keeping the transformation temperature same increases the transformation strain in the Ti-Ta-Sn alloys. A Ti-20Ta-3.5Sn alloy reveals stable shape memory effect with a martensitic transformation start temperature about 440 K and a larger recovery strain when compared with a Ti-Ta binary alloy showing similar martensitic transformation temperature.     

热处理对Ni47Ti44Nb9记忆合金相变温度的影响

研究了热处理对Ni47Ti44Nb9记忆合金相变温度的影响,利用示差扫描量热分析仪(DSC)和电阻-温度测量仪等实验手段观察和分析了记忆合金不同热处理后的马氏体相变温度变化.Ni47Ti44Nb9合金马氏体相变温度主要是由成分决定的,然而退火温度和冷却速度也影响Ni47Ti44Nb9合金的马氏体相变温度,退火温度越高,冷却速度越大,相变温度就越高.     

形状记忆合金宽滞后效应的研究

综述了NiTi基记忆合金（包括Ni-Ti-Nb)、铁基记忆合金（Fe-Mn-Si系）和铜基记忆合金相变宽滞后的形成机理，以及使形变诱恨马氏体兼具高的稳定性（宽滞后效应）和良好的可逆性（高的记忆应变）的条件（包括合金成分、变形温度及变形量）。     

机械合金化和粉末冶金法制备Fe-Mn-Si基形状记忆合金的研究进展

铁基形状记忆合金由于价格低廉、强度高、加工性能好、可焊接等优点引起广泛重视。机械合金化(MA)和粉末冶金(PM)作为制备材料的新工艺,可以用来制备性能优越的形状记忆合金。本文详述了机械合金化和粉末冶金工艺在制备Fe-Mn-Si基形状记忆合金过程中对合金相变、组织与性能的影响,以及此类合金在新领域的应用。最后提出了现阶段在研究MA/PM工艺制备Fe-Mn-Si基SMA中有关工艺参数、相变机制以及回复应力和低温应力松弛所存在的问题。     

Phase transformations in the proximity of TiC precipitates in a NiTi matrix during fatigue

Shape memory alloys are continuously spreading into new applications due to their multi-functional properties. During production, carbon precipitates form, which trigger premature fatigue structural failure. This study employs two continuum models for shape memory alloys to simulate the phase transformation and the stress distribution around a hard defect in a shape memory matrix. At the interface of the components, high stresses localize which lead to localized phase transformations. These phase transformations propagate in a criss-cross pattern during the loading half-cycle. During the unloading half-cycle the transformed areas recede and the most remnant transformation area remains at the interface. Concluding, defects in shape memory alloys significantly localize phase transformations.