NiTi形状记忆合金疲劳行为的研究现状

NiTi形状记忆合金具有比其它同类合金更优良的力学性能、形状记忆效应、超弹性、阻尼特性和生物相容性等特点,广泛应用于工程、民用和医学领域.综述了NiTi形状记忆合金疲劳行为的研究现状;对其疲劳行为及其机制的研究,有助于进一步提高NiTi形状记忆合金的性能并延长它的寿命.     

NiTi形状记忆合金在生物医用领域的研究进展

NiTi形状记忆合金由于具有良好的力学相容性、耐蚀性和生物相容性而在生物医用材料领域得到广泛应用。本文总结了医用NiTi形状记忆合金的研究现状,评述了NiTi形状记忆合金的耐蚀性和生物相容性特点,并详细讨论了NiTi形状记忆合金的表面改性问题,对NiTi形状记忆合金的医用前景进行了展望。     

多孔NiTi形状记忆合金研究进展

评述了近10年来国内外在多孔NiTi形状记忆合金研究和应用方面的最新进展,主要内容包括:(1)近年来多孔镍钛(NiTi)形状记忆合金的发展、微观结构特点、力学性能和功能性;(2)当前制备多孔NiTi形状记忆合金的主要方法以及优缺点;(3)多孔NiTi形状记忆合金的相变和超弹性行为,以及与致密合金的比较.最后,简要介绍了多孔NiTi形状记忆合金在生物医学领域作为人体硬组织植入和修复材料,以及智能结构和阻尼器件等方面的研究和应用前景,探讨了今后多孔NiTi形状记忆合金的研究重点.     

形状记忆合金——新型功能材料

本文简要介绍了新型功能材料——形状记忆合金的特殊力学性能,重点讨论了当前最具代表性的实用型 NiTi 和 Cu 基形状记忆合金系的成份、相变特性、组织、生产工艺、应用以及国内外研究动态。     

三元Ni-Ti基形状记忆合金的研究现状

针对二元NiTi形状记忆合金在应用中所显示出的局限性,三元NiTi基形状记忆合金通过第三组元的加入,改善了二元NiTi形状记忆合金的某些性能,弥补了其在应用中的不足,降低了成本,进一步扩大了NiTi基形状记忆合金的应用范围,从而一直受到研究者的广泛关注.综述了三元NiTi基形状记忆合金的研究现状,总结了存在的不足:首先,对于合金体系还需要大量的量化研究,确定出不同应用条件下合金的有效成分范围是其实用化的基础;其次,合金制备过程熔炼介质对合金产生的影响等重视不够;同时,应用性能研究还有待加强,性能的长效性与稳定性是关键,这方面的研究还缺乏充分而有效的数据.     

NiTi形状记忆合金相变过程中的超声波声速特性

用超声脉冲反射法测试了NiTi形状记忆合金（SMA）在相变过程中的纵波声速,研究了合金声速随温度变化的规律。结果表明：在非相变温度范围内,NiTi合金声速随温度缓慢变化,但在发生相变的温度范围内,声速的变化趋势发生明显改变;测得NiTi合金的各相变温度与常规电阻法基本一致,与电阻法等其他测量相变温度的方法相比,纵波声速法具有简单易行、测量方便以及对工件无损伤等优点。     

原位内生NiTi合金复合材料的温度记忆效应(英文)

对NiTi形状记忆合金在冷轧变形后的不完全相变特征进行了研究.通过设计试样原始表面形状的方法,将具有不同位错密度的宏观区域引入形状记忆合金内部,使整个材料获得了复合材料的特征.结果表明,由于位错织构和马氏体变体界面的作用,使逆转变温度扩展到一个较大的温度范围,这将会进一步增加温度记忆效应的潜在应用价值.     

TiNi基高温形状记忆合金的马氏体相变与形状记忆效应

综述了Ti-Ni基高温形状记忆合金中的马氏体相变和形状记忆效应最近研究进展。Ti-Ni基高温形状记忆合金主要包括用Ti-Ni-Pd,Ti-Ni-Pt,Ti-Ni-Zr和Ti-Ni-Hf等。对Ti-Ni基高温形状记忆合金体材料、薄带和薄膜中的马氏体相变、组织结构、形状记忆效应以及超弹性性能等进行了评述和归纳。值得注意的是,通过适当的时效处理可调节相变温度,显著改善Ti-Ni-Hf高温形状记忆合金的开头记忆效应和超弹性性能,其主要原因在于时效的Ti-Ni-Hf合金中析出纳米级析出相导致基体强度升高。采取适当的制备和加工方法,提高合金的马氏体相变温度,改善合金的开头记忆效应,是当前TiNi基形状记忆合金研究的主要发展趋势。     

形状记忆合金智能阻尼器的试验研究

利用NiTi合金丝的超弹性特性及电阻应变特性,本文提出了一种具有自感知功能的新型形状记忆合金阻尼器,并通过对阻尼器的构造设计,使安装在其中的NiTi丝始终处于受拉状态,避免了合金丝在结构振动过程中受压屈曲.文中首先测量了两种不同直径NiTi合金丝的超弹性特性及电阻应变特性,得到了其在循环加、卸载作用下的应力-应变、电阻-应变及电阻-应力关系,随后,利用NiTi合金丝的上述特性,提出了一种新型形状记忆合金阻尼器,并将该阻尼器安装在结构模型上进行了地震模拟振动台试验,同时测量了阻尼器中NiTi合金丝在结构振动过程中的变形.研究结果表明,形状记忆合金可以同时作为传感和控制的元件,安装在结构中,有效控制结构在地震激励下的响应,并监测结构构件变形,为结构震后安全评定提供可靠依据.     

形状记忆合金的研究进展

形状记忆合金作为一种新型功能材料越来越受到人们的重视，并且在微型智能驱动系统中得到成功应用。从工程应用角度出发，依据材料的实际应用温度，分别概述了对高温和低温两种形状记忆合金的最新研究进展，并展望了其前景。     

NiTi合金形状记忆效应的微观机制研究进展

NiTi合金具有优异的形状记忆功能和良好的生物体兼容性,近年来对它的应用研究受到工程界和医学界的重视,同时对NiTi合金形状记忆效应的微观机制的研究也在逐步深入.介绍了NiTi合金的主要特性及影响其形状记忆功能的主要因素,总结了NiTi合金的形状记忆效应和超弹性的微观机制研究现状,并指出了需对该合金进一步研究的一些问题.     

高温形状记忆合金的研究进展

本文综述了近年来有关高温形状记忆合金的最新研究进展。重点介绍了ＣｕＡｌＮｉ基，ＮｉＴｉ基及ＮｉＡｌ基三大系列高温形状记忆合金。概括了有关合金的设计，马氏体相变及形状记忆效应，显微结构特征，合金相稳定性及热处理效应，材料制备及生产加工工艺及性能等。     

NiTiCu合金相变过程的研究

本文用差示扫描量热法研究了 Cu 对 NiTi 记忆合金马氏体相变点及相变潜热的影响。结果表明,以 Cu 代替 Ni 至30 at.%,合金仍具有良好的记忆性能;合金相变温度及相变潜热值略有变化,相变滞后明显减小;Cu 含量对合金相变类型没有影响。相变潜热值△H 与 T_0=1/2(A_s+M_s)并不存在严格的直线关系。Cu 含量超过7.5at.—%时,合金的热加工性能变差。     

Anisotropic behavior of superelastic NiTi shape memory alloys; an experimental investigation and constitutive modeling

The effect of boundary condition on the mechanical behavior of superelastic NiTi shape memory alloys is investigated in this paper. Experimental tests were carried out on NiTi tubes subjected to tension and torsion with different boundary conditions including fixed and free end cases. Results revealed that anisotropy strain/stress appears in the material depending on the end boundary condition of the sample when martensite transformation occurs. This phenomenon is believed to be a result of anisotropy developed in NiTi during material processing and/or training procedures. Based on experimental findings, a new extension is considered to a 3-D phenomenological constitutive model to capture the anisotropic transformation strain/stress generation observed during different loading conditions. Numerical correlations between predicted and experimental data demonstrate the success of the modified model.     

造孔剂法制备孔隙率可控的多孔镍钛合金

用常规粉末冶金烧结法结合造孔剂技术制备了多孔镍钛形状记忆合金.研究结果表明,孔隙特征主要取决于所用造孔剂的尺寸和形貌,而孔隙率可以通过加入造孔剂的含量来调控;所制备合金的主要成分是B2相和B19'相的NiTi,在经高温固溶处理后仍有极少量的Ti2Ni,Ni3Ti和Ni4Ti3等杂质相存在,而且合金杂质相的含量随造孔剂加入量的增加而相应提高.对合金的相变热分析表明,在从高温降至低温过程中多孔镍钛发生特殊的三阶段相变,这主要是由合金成分和相组成在晶界的不均匀造成的.最后,研究表明相变对多孔镍钛合金的阻尼性能(内耗)有独特的影响,而孔隙率对阻尼的影响则不明显.     

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。     

Crystal structures and shape-memory behaviour of NiTi

Shape-memory alloys (SMAs) are a unique class of metal alloys that after a large deformation can, on heating, recover their original shape. In the many practical applications of SMAs, the most commonly used material is NiTi (nitinol). A full atomic-level understanding of the shape-memory effect in NiTi is still lacking, a problem particularly relevant to ongoing work on scaling down shape-memory devices for use in micro-electromechanical systems. Here we present a first-principles density functional study of the structural energetics of NiTi. Surprisingly, we find that the reported B19' structure of NiTi is unstable relative to a base-centred orthorhombic structure that cannot store shape memory at the atomic level. However, the reported structure is stabilized by a wide range of applied or residual internal stresses. We propose that the memory is stored primarily at the micro-structural level: this eliminates the need for two separate mechanisms in describing the two-way shape-memory effect.     

In‐situ diffraction investigation of superelastic NiTi shape memory alloys under mechanical stress with neutrons and with synchrotron radiation

In‐situ diffraction investigations of superelastic NiTi shape memory alloys with neutron and synchrotron x‐ray radiation were used to examine the evolution of the phase state of the material as a function of stress and strain, respectively. The results suggest that the transition from austenite to martensite is not complete even at the end of the superelastic plateau, and that significant load transfer to residual austenite takes place.     

爆炸合成NiTi／NiTi合金的相变行为

采用爆炸焊将两块原子百分比不同的NiTi合金制成大块成分不均匀的NiTi／NiTi复合板，并在此基础上对其相变行为以及相应的回复应变特征进行了研究。结果表明焊后的复合板具有良好的界面结合和可逆马氏体相变；冷变形后NiTi／NiTi合金的逆相变温度及其相变温度范围随预应变量的增大而升高；同时，在较宽的温度范围内得到两步回复应变。