脂肪族形状记忆聚氨酯的合成及表征

以脂肪族异氰酸酯HDI为硬段原料合成了脂肪族的形状记忆聚氨酯,通过调节硬段含量研究了硬段结构对形状记忆性能的影响.DSC、DMA等分析结果表明,硬段含量的增加使软段结晶的不完善程度增大,并使硬段的结晶趋于完善,而软段结晶的完善程度决定了维持暂时形状的能力,所以形变固定率随着硬段增加而下降.同时IR结果证明,HDI形成的硬段间的氢键作用更强,从而得到了比芳香族形状记忆聚氨酯更高的形变回复率.     

共混比对反式聚异戊二烯/聚丁二酸丁二醇酯形状记忆共混物性能的影响

研究了共混比对反式聚异戊二烯(TPI)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混物物理机械性能和形状记忆性能等的影响。结果表明,在TPI/PBS共混物中,随着PBS用量的增加,共混物的交联密度逐渐减小,物理机械性能下降,热刺激相应温度和形状恢复率整体也呈下降趋势。当TPI与PBS质量比为90/10时共混物的综合性能较为优异。增容剂CPE的加入可改善TPI与PBS两相的相容性,使共混物的物理机械性能和热致形状记忆性能得以有所提高。     

基于形状记忆聚合物的智能簧片结构的有限元分析

为了研究基于形状记忆聚合物(shape memory polymer,SMP)新型簧片的形状记忆行为以及金属材料对SMP簧片的增强效应,首先,基于三维SMP应力-应变-温度关系,编写了可供ABAQUS调用的用户材料子程序(user-defined material mechanical behavior,UMAT),开发出可用于三维复杂应力状态下SMP结构的有限元计算方法.然后,利用该方法对SMP簧片结构正向和反向弯曲变形的形状记忆行为(高温加载、降温固形、低温卸载和升温恢复)进行了仿真.最后,模拟和分析金属材料增强的SMP复合簧片结构的折叠过程.结果表明:SMP簧片在正向和反向折叠变形后,通过温度的控制能够自动展开,因此,能够有效解决传统簧片结构中的驱动复杂和过冲震动的问题;金属增强的SMP复合簧片的失稳弯矩和平稳弯矩被明显提高,金属增强效果从强到弱的顺序依次是:合金钢、铸钢、灰铸铁和硬铝合金.     

基于相转变理论的形状记忆聚氨酯的本构方程构建

为了预测形状记忆聚氨酯的力学性能,为材料的设计和制备提供理论依据,借鉴聚合物在外力作用下发生强迫高弹形变的理论,假设形状记忆聚氨酯在外力作用下发生了从初始相到激活相的转变;用Maxwell模型表示初始相,非线性弹簧表示激活相,采用并联的形式组成一个三元件模型。在温度变化过程中,模量随温度的变化规律采用WLF方程表示,而链段运动活化能随温度的演变规律采用一个分段函数描述,构建带有温度场的应力应变本构方程。结果表明,构建的本构方程的理论预测与实验结果有良好的一致性。     

有机小分子杂化聚降冰片烯 形状记忆性能的研究

以聚降冰片烯(PNB)为研究对象,研究增塑剂(塑分T和环保芳烃油)和有机小分子(微晶蜡、淀粉和碱木质素)对PNB形状记忆性能的影响。结果表明:添加环保芳烃油的PNB玻璃化温度在室温(20℃)附近,塑分T对PNB的玻璃化温度影响不大,有利于PNB在室温下的形变固定;在玻璃化温度起始温度下拉伸时,几种填充PNB均出现屈服现象,且呈现硬而韧的应力-应变特征;几种填充PNB均具有优良的传统形状记忆性能,形状固定率在98%以上,形状恢复率在70%以上,其可逆塑性形状记忆性能低于传统形状记忆性能,可逆塑性形状固定率为49%~77%;微晶蜡杂化PNB具有优异的形状记忆性能。     

形状记忆合金和超弹性合金

Ti-Ni合金铸件的形状记忆特性Ti-Ni合金是难加工材料，所以其加工费用很高以致严重影响了它的广泛应用。因此，如果设法降低其加工费用，其应用范围将有可能进一步扩大。在牙科医疗领域首先运用了精密铸造技术，也有人利用离心铸造法生产了形状记忆合金管接头，但是离心铸造法有重力偏析的问题。日本的科研人员研究了Ti-Ni形状记忆合金的材料重力偏析对于铸造合金性能的影响。     

Ni—Ti合金中双程形状记忆速动相变的研究

利用应力对双程形状记忆合金中相变驱动力的制约作用,在Ni-Ti合金中实现了不需附加机构的速动相变和速动双程形状记忆效应。     

铸态FeMnSiCrNi合金的形状记忆效应

分别研究了预变形量对超低碳与含0.12%碳的铸态FeMnSiCrNi形状记忆合金的形状记忆效应的影响,并将以上结果与冷拉FeMnSiCrNi形状记忆合金的结果进行了比较。结果表明:预变形量小于5%时,两种铸态合金的形状记忆效应基本不变;而预变形量大于5%时,随预变形量的增加形状记忆效应降低。当预变形量相同时,含0.12%碳的合金的形状记忆效应低于超低碳合金。预变形量为5%时,超低碳与含0.12%碳的合金的形状回复率分别达到73%、62%,具有与冷拉FeMnSiCrNi丝相当的形状记忆效应。     

Cu—Zn—Al合金逆形状记忆组织的电镜观察

用透射电镜观察了Cu-Zn-Al合金中逆形状记忆的贝氏体组织。在外加约束应力作用下,逆记忆量可以提高一个数量级,贝氏体片侧相界面的抛物线轮廓和贝氏体片交叉曲折的现象说明了贝氏体展宽是扩散控制的切变过程。     

热处理对Cu-Zn-Al形状记忆合金单程形状记忆效应的影响

研究了在SME法训练条件下，等温淬火热处理对Cu—Zn—Al形状记忆合金单程形状记忆效应ηo的影响及与“淬火 上淬”热处理的比较。研究结果表明，等温时间如能保证合金充分有序化，又不使合金发生偏聚和析出其它相时，可获较好单程形状记忆效应训练效果。等温时间8min的单程回复率ηo较佳，训练达到稳定时，比等温3min得到的最差的ηo值高出约83％。随训练次数增加，位错增加，晶格原子有序度降低，单程形状记忆效应先急剧下降，后缓慢下降，最后趋于稳定。比较试验发现，“淬火 上淬”处理比等温淬火处理具有更好的单程形状记忆效应训练效果。因为后者的母相-马氏体共格关系不如前者，并可通过时效获得最佳有序畴尺寸.经充分训练后，前者最终的单程回复率ηo比后者的高出34％.