Cu_(73)Al_(17)Mn_(10)形状记忆合金的显微组织和阻尼性能

研究热处理及变形对Cu73Al17Mn10形状记忆合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明,合金在铸态下主要为L21结构的β母相组织,经时效热处理后,转变为板条状马氏体。在室温下,该合金的低应变阻尼为弛豫型阻尼,高应变阻尼为静滞后型阻尼。均匀化退火后合金的内耗低于铸态。经轧制变形后,晶粒得到细化,有利于阻尼性能的提高。时效处理后,板条状马氏体变细,合金的阻尼性能得到进一步提高。     

聚合物基形状记忆合金复合材料研究进展

本文对聚合物基形状记忆合金复合材料的研究及应用进展进行了综述。着重介绍了该复合材料在结构设计、制备工艺技术以及应用等方面的研究成果以及发展概况,并对其发展前景进行了展望。     

变形约束时效NiTi形状记忆合金弹簧的双程记忆效应

利用变形约束时效的方法制作了双程记忆弹簧,采用DSC和温度-位移记录仪表征了弹簧的相变行为和双程记忆效应。DSC和双程记忆动力学曲线均表明弹簧在升温过程的形状变化由马氏体逆相变M/R→A控制,而冷却过程受A→R→M两阶段相变控制,并且R相变对双程记忆应变量的贡献比马氏体相变的贡献大。与马氏体相变相比,R相变诱发的双程记忆效应具有较窄的动作滞后温度以及很高的记忆稳定性,这与变形约束时效时所获得的一定取向的Ti3Ni4相共格内应力场有关。结果表明:变形约束时效是获得双程记忆弹簧的良好途径,制作方法相对简单,获得的双程记忆应变量大,且稳定性高,尺寸制作具有很强的可设计性以及动作温度的可控性。     

磁流变液与电热形状记忆合金联合传动性能研究

针对磁流变液装置所产生的转矩偏小的问题,提出了一种磁流变液与电热形状记忆合金(SMA)联合传动的方法,并介绍了传动装置的工作原理。基于电热SMA弹簧力学特性,推导了温度与摩擦转矩的关系;通过有限元软件对装置进行了磁场分析,得到了环形磁流变液工作间隙磁场强度与磁流变液剪切屈服应力之间的关系,并计算得出磁流变液传递的转矩。实验结果表明：由8个SMA弹簧产生的摩擦转矩最大为1.798 N·m,励磁线圈的电流为1 A、匝数为380时,磁流变液传递的转矩为1.41 N·m。相较于单一的磁流变液传动装置产生的转矩,磁流变液与电热SMA联合传动产生的转矩为3.15 N·m,传动性能提高了1.2倍。     

形状记忆合金丝驱动的可弯曲孔探仪机构设计

针对孔探仪探头自动弯曲避障的工作需求,设计并实现了一种由双程形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)丝驱动的自主弯曲机构。搭建了SMA丝作动特性测试平台,对SMA丝的驱动行为特性进行系统的分析,发现直径为0.5 mm的SMA丝收缩率达到4%,可带载83.23 N,满足孔探仪弯曲的驱动要求。此外,建立了可弯曲孔探仪机构的运动学模型,得到了末端搭载光学镜头的可达空间。同时对机构进行了控制试验,结果表明,机构的最大弯曲角度为22.3°,所设计的孔探仪可弯曲机构具有实用性。     

医用金属材料离子释放机制、致病机理及防护

结合近年来国内外医用钛合金等金属材料在生物体和人体临床应用研究成果,研究了人体植入物等医用金属材料中Ni、Al、V等有害离子的释放机制、致病机理及防护(涂层)方法。系统分析了常用医用金属材料Ti6Al4V和Ti Ni形状记忆合金等钛合金在腐蚀等作用下有害离子的释放机制,有害离子及其形成化合物对人体的毒性作用,和常用表面改性技术制备涂层对于有害离子的抑制和防护作用。研究结果表明,近年来发展起来的表面改性技术显著提高钛合金耐蚀性,可以有效抑制有害离子的释放,提高钛合金的生物相容性。     

Ti-Ni形状记忆合金表面PVA/SiO_2复合涂层的制备

研究溶胶-凝胶法制备Ti-Ni记忆合金表面复合涂层的工艺,并对涂层结构性能进行测试。结果表明,Si O2复合涂层溶胶凝胶法制备涂层适当的工艺参数如下:聚乙烯醇(PVA)与正硅酸乙酯(TEOS)质量比为1:4,提拉速度为2 mm/min,烧结温度为550℃。通过扫描电子显微分析、原子力显微分析、纳米压痕力学性能分析可知,经上述工艺涂覆后的Ti-Ni形状记忆合金表面形成了均匀致密的Si O2涂层,涂层与基体的结合强度良好。     

基于振子模型的镍钛形状记忆合金微摩擦力研究

为研究接触表面之间的微摩擦力,建立振子模型。采用该模型计算镍钛形状记忆合金2个原子之间的摩擦力,并用原子力显微镜对镍钛形状记忆合金马氏体和奥氏体相的摩擦力大小进行测量。结果表明,在纳米条件下摩擦力与外载荷和表面物理性质,如弹性模量、泊松比、晶格常数等关系密切;镍钛形状记忆合金奥氏体相的摩擦因数小于马氏体相。理论分析和实验结果基本一致,证明采用振子模型计算微摩擦力符合实际情况。     

热处理对Ni53Ga27Fe15Co5形状记忆合金阻尼性能的影响

研究了热处理对Ni53Ga27Fe15Co5铁磁形状记忆合金阻尼性能的影响.结果表明:室温下,应变振幅低于1.0×10-4时,Ni53Ga27Fe15Co5形状记忆合金的内耗为阻尼共振型；应变振幅高于1.0×10-4时,为静滞后型.热处理使得Ni53Ga27Fe15Co5形状记忆合金的相变温度变低,阻尼性能显著提高.     

混凝土梁桥自监测裂缝自闭合试验研究

通过SMA埋入梁体,进行混凝土梁桥自监测裂缝自闭合试验,试验拟合出梁裂缝宽度变化与SMA电阻变化率的曲线关系,得到了在混凝土梁允许裂缝范围内对应的SMA电阻变化率的安全区段,实现了混凝土梁桥在突发开裂情况下的智能预报;同时对梁中埋入的SMA实施相应的电压激励,在电流作用下,随着合金丝温度的升高,合金内部由马氏体相向奥氏体相转变,马氏体相状态下产生的塑性变形随之消失并产生回复力作用于混凝土使结构变形恢复,实现混凝土裂缝的自闭合,SMA将桥梁监测带进了一个新领域。