微弧氧化对常规和超细TiNi合金表面性能的影响

研究微弧氧化-水热处理对常规TiNi合金和超细晶TiNi合金表面形貌、膜-基结合力和抗微动摩擦磨损性能的影响。结果表明:与常规TiNi合金微弧氧化涂层相比,超细晶TiNi合金微弧氧化涂层表面具有较高的n(Ca)/n(P)(0.85)、较低的摩擦因数(0.027)、较高的膜基结合力(10 N)、较高的抗微动摩擦磨损性(磨痕宽度0.27 mm);在经过48 h的水热处理后,超细晶TiNi合金微弧氧化涂层表面具有较高的n(Ca)/n(P)(1.79),接近标准HA的n(Ca)/n(P)(1.67);TiNi合金的组织超细化能大幅度提高TiNi合金微弧氧化-水热处理涂层表面的抗微动摩擦磨损性和表面活性。     

形状记忆合金连接技术的研究进展

综述了TiNi基、Cu基、Fe基三种形状记忆合金连接技术的最新研究进展.重点阐述了TiNi基形状记忆合金与同质及异质材料的熔焊、钎焊、扩散焊过程中存在的问题,讨论了不同合金元素和连接工艺对接头性能的影响.并指出钎焊和扩散焊技术具有明显的优势,是未来形状记忆合金连接技术的发展方向.简单介绍了形状记忆合金连接技术的应用现状,并对SMA连接件在各领域的应用进行了展望.     

不同阳极氧化时间下常规和超细晶TiNi合金的生物活性*

研究了不同阳极氧化处理时间下常规TiNi和超细晶TiNi合金表面形貌及其浸泡在体外模拟体液(SBF)下21天后的生物活性。结果表明:与常规TiNi合金相比,超细晶TiNi合金含有数量略多的微米尺度沟壑,生物活性亦较高。氧化时间从3min增加到9min时,合金的氧化程度增加,常规TiNi合金的生物活性(模拟体液中Ca-P层的生长速率)显著增加,而超细晶TiNi合金的生物活性仅轻微增加;Ca/P比都出现明显下降,常规TiNi合金的Ca/P比从1.68降低到1.44,超细晶TiNi合金从1.62下降到1.43。这表明TiNi合金组织超细化增加了其生物活性,适当延长氧化时间有助于进一步提高合金的生物活性。     

高熵形状记忆合金的研究进展

TiNi形状记忆合金具有优异的形状记忆效应和超弹性,使其广泛应用于航空航天、生物医疗等领域。然而,面对日益增长的在更苛刻环境下服役的需求,传统二元TiNi合金存在着相变温度低、高温环境下功能特性丧失和强度不足等问题,还需要不断优化合金成分和热处理工艺以提升其性能,从而发展出高性能形状记忆合金。TiNi合金的力学性能和功能特性受多种因素的影响,本文主要从合金成分的角度重点概述了各合金化元素对合金微观组织、马氏体相变行为、形状记忆效应和超弹性的影响,并结合高熵合金化思想,综述了近年来在TiNi基高熵形状记忆合金领域取得的进展。最后展望了TiNi基形状记忆合金未来的发展方向及应用前景。     

钽对(Ni51Ti49)1-xTax和Ni50Ti50-yTay形状记忆合金相变行为的影响

向TiNi形状记忆合金中添加第三或第四组元是改变它们相变特性的有效途径。人们发现,添加Co、Fe、Cr等能降低TiNi基形状记忆合金马氏体转变温度,而添加Hf、Pd能提高TiNi基形状记忆合金马氏体转变温度;此外,添加铜能降低TiNi基形状记忆合金的相变滞后宽度,而添加铌则增大TiNi基形状记忆合金的相变滞后宽度。美国科研人员系统地研究了钽对(Ni51Ti49)1-xTax和Ni50Ti50-yTay合金相变特性的影响。合金采用六次电弧熔炼(预真空度为13mPa~33mPa),然后在氩气中浇注到水冷铜模中形成锭重为20g~35g的铸锭(6mm×12mm×125mm),铸锭封装到…     

TiNi基形状记忆合金合金化研究进展

综述了近年来在TiNi基形状记忆合金中添加的合金元素种类,以及各种合金元素对TiNi基形状记忆合金性能的影响。分析了加入Cu、Cr、Ce、Hf、Pd、Co和Al合金元素对材料相变、形状记忆效应和超弹性的影响,提出了该研究领域今后的研究重点和需进一步解决的问题。     

TiNi形状记忆合金片激光微焊接接头的组织性能

采用脉冲激光实现了0.2mm厚TiNi形状记忆合金的对接焊,研究了焊接接头的抗拉强度、断裂形貌、组织和相变过程。结果表明,脉冲激光能够实现薄片状TiNi形状记忆合金的良好对接焊,焊接接头的抗拉强度可达683MPa,为冷轧态母材的97%,断口形貌与母材相似,均为延性断裂。根据晶粒尺寸和显微组织的不同,接头可分为4个区。焊缝中心区为细小的等轴晶,而焊缝边缘为柱状晶组织。对焊接接头进行焊后退火处理后其相变过程与退火态TiNi形状记忆合金的接近。     

氮离子注入TiNi形状记忆合金表面改性

采用1×1016ions/cm2的注入剂量对TiNi形状记忆合金进行氮离子注入,注入加速电压为50 keV。采用X射线衍射和X射线光电子能谱对氮离子注入前后TiNi形状记忆合金表面的物相以及化学成分进行了分析。结果表明,氮离子注入前后TiNi合金表面都被氧化。氮离子注入前TiNi形状记忆合金表面存在少量TiO2、Ti3O5和Ti2O3。氮离子注入后的TiNi形状记忆合金表面有TiN新相生成,且在氮离子注入后的TiNi形状记忆合金表面还存在少量TiO2、Ti3O5。     

不同温度下Ti-Ni薄膜的脉冲激光沉积

形状记忆合金在微电(MEMS)应用日益受到人们重视。TiNi合金由于其优良的大变形、大回复力、耐蚀性和抗疲劳性能，被认为是最有前途的形状记忆合金。TiNi形状记忆(SMA)薄膜通常采用离子溅射法沉积而成，该方法沉积的薄膜除具有SMA功能外，还有与基体块相适应的超弹性。但由于钛属活性元素，沉积过程中力求控制钛的氧化物造成的污染。脉冲激光沉积(PLD)技术是一种简单、可靠、快捷的技术，它减少了TiNi形状记忆合金薄膜形成中的污染，且使沉积薄膜与基材合金成分的匹配良好。新加坡国际大学重点研究了利用PLD技术沉积TiNi膜及不同基…     

形状记忆合金增强金属基复合材料的研究进展

形状记忆合金因其独特的应力自适应特性,在多功能和机敏复合材料领域被广泛应用。对TiNi形状记忆合金增强金属基复合材料的研究进展进行了概括总结,着重介绍了形状记忆合金增强金属基复合材料的制备方法、增强机理、性能及其约束态下记忆合金相变等方面的研究现状,并对其发展前景进行了展望。     

高熵形状记忆合金相变行为研究现状

随着先进工程技术对形状记忆合金性能要求的不断提高,传统形状记忆合金愈发难以满足要求,高熵形状记忆合金应运而生,引起了研究者的极大关注。高熵形状记忆合金相较于传统形状记忆合金具有显著提高的可回复应变、屈服强度、高温物相稳定性和超弹性等特性,具有广阔的应用前景。本文对高熵形状记忆合金的研究现状、马氏体相变和形状记忆效应等进行了简要的论述,并对高熵形状记忆合金目前存在的不足和未来的发展进行了展望。     

生物医用钛基无镍记忆合金研究进展

综述近年来国内外关于Ti基无Ni记忆合金的研究进展,主要介绍Ti-Nb和Ti-Mo基二元及三元合金的记忆性能和超弹性行为,重点评述合金的微观结构、相变以及力学性能等特点,并提出一些值得关注的问题。     

Damping capacity of TiNi-based shape memory alloys

The damping capacity mainly comes from the motion of martensite boundaries, which is larger than that from different phase interfaces in TiNi-based shape memory alloys. The fine and disperse precipitation in the TiNi matrix will increase the damping capacity of the TiNiNbMo alloy in the martensitic state but little affect the damping capacity during the martensite transformation. The dispersed Nb-rich particles and the internal stress fields around them influence the change tendency of damping capacity with the increasing of strain amplitude.     

Aluminum Nitride Thin Films on Molybdenum/Polyimide Heterostructure for Bulk Acoustic Resonators

用正电子寿命谱测量方法研究了5种不同化学成分的近等原子比NiTi合金中的微观缺陷和自由电子密度.结果表明,当Ni原子和Ti原子形成NiTi合金时部分3d电子被局域化而形成共价键,导致合金中参与形成金属键的自由电子减少.近等原子比的NiTi合金中的基体和缺陷处的自由电子浓度均随Ni含量的增加而改变,并且当Ni含量为51 at％时达到最大值.研究还发现Ni51Ti49合金含有最少的缺陷,从而有助于马氏体相变的发生,这可能成为Ni51Ti49合金具有最好的形状记忆效应的一个原因.     

形状记忆合金的细观力学本构模型

定义了一个能反映形状记忆合金超弹性和形状记忆效应的概念：形状记忆因子．利用相变过程中自由能与马氏体体积分数之间的微分关系，推导了形状记忆因子演化方程．从细观力学角度建立了一个考虑马氏体择优取向过程的形状记忆合金三维本构模型．与功能相同的现有模型相比，该模型具有更简单的数学表述和清晰的物理意义．     

Ti-Ni形状记忆合金性能及应用研究进展

综述了近年来Ti-Ni形状记忆合金(SMA)的形状记忆效应、超弹性效应、温度记忆效应、生物相容性、耐磨性、阻尼及电阻特性等的研究进展:论述了Ti-Ni SMA在机械工程、生物医学及建筑工程领域和日常生活中的应用,并对今后的研究方向进行了展望.     

不同合金成分对FeMnSi系合金形状记忆效应的影响

综述了该系形状记忆合金最近的研究工作以及提高和改善FeMnSi系合金性能的主要途径。主要通过选择合适的合金成分配比来提高和改善FeMnSi系合金性能,叙述了该合金系不同合金元素工艺对合金形状记忆效应的影响。     

形状记忆合金在航空工业中的应用研究进展

形状记忆合金具有高能量密度，作为驱动器使用不会引起重量的显著增加和空间的过度占用，因而在航空航天器的一些结构中具有良好的应用前景。本文对航空工业中使用形状记忆合金作为驱动器，应用于飞机机翼结构、进气道结构和发动机的相关研究进行了总结，并提出形状记忆合金在航空工业中应用的未来研究方向。     

经形变热处理铜基形状记忆合金的晶粒生长、形状记忆和腐蚀行为

比较研究了Cu-11．8％Al-3．7％Ni-1％Mn和Cu-11％A1—5．6％Mn形状记忆合金（SMAS）的形状记忆、腐蚀性能。采用光学显微镜（0M）、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热法（DSC）、动电位极化、弯曲和拉伸试验,研究了晶粒细化对这些性能的影响。在800。C退火时,在首先的15S内静态再结晶和动态晶粒长达显示出一个快速的再结晶过程,随后才是晶粒生长。退火15S后得到的Cu—A1—Ni-Mn和Cu-Al—Mn合金的最小晶粒尺寸分别为90gm和260pm。拉伸试验表明2种合金呈现典型的三阶段曲线,由此可以看出,晶粒细化后合金具有高的断裂应力和应变。显微组织表明,Cu—Al-Ni—Mn合金中存在锯齿状的所马氏体形态,通过差示扫描量热法也证实了所和rf共存于Cu—A1-Mn合金中。评估了形变热处理前、后及800℃退火15min,随后进行水淬的合金的形状记忆性能。另外,采用动电位极化法分析了晶粒细化后合金的腐蚀行为。结果表明,铜溶解过程中主要为阳极反应,Cu—Al—Ni—Mn合金比Cu—A1-Mn合金具有更好的耐腐蚀性。     

NiTi形状记忆合金激光增材制造研究进展

NiTi形状记忆合金卓越的功能特性,生物相容性,高阻尼及低刚度,耐腐蚀等性能,深受广泛关注。NiTi形状记忆合金制备、加工困难,成为阻碍NiTi形状记忆合金应用的关键。近20年发展起来的增材制造技术,能直接成形制造复杂的NiTi形状记忆合金结构,在航空航天、医疗设备等领域具有巨大应用价值和发展前景。本文结合国内外NiTi形状记忆合金激光增材制造研究中面临的主要问题和解决方法作综合评述。具体包括NiTi形状记忆合金传统制造和激光增材制造对比;激光能量输入和热处理工艺对激光增材制造NiTi形状记忆合金微观组织、机械力学性能和功能特性的影响;及展望未来激光增材制造NiTi形状记忆合金研究方向。