SiC泡沫陶瓷/SiCp混杂增强Al基复合材料的性能

以SiC泡沫陶瓷和SiC颗粒(7、15、20 μm)为混合增强体,用挤压铸造法制备出SiC泡沫陶瓷/SiCp混杂增强Al基复合材料,研究了SiCp颗粒尺寸对复合材料压缩强度和弯曲性能的影响,以及金属基体的韧性对复合材料压缩行为的影响.结果表明,随着SiC颗粒尺寸的增大,复合材料的压缩强度和弯曲强度降低,最大挠度减小,这是因为随着SiC颗粒尺寸的增大,颗粒间距随之增大,SiC颗粒的强度降低,使SiC颗粒的增强效果减弱.随着基体韧性的提高,复合材料的塑性变形明显增大,但压缩强度和模量降低.     

搅拌摩擦加工制备NiTip/WE43镁基复合材料

本研究提供了一种采用搅拌摩擦加工（FSP）制备NiTi颗粒增强WE43镁基复合材料的有效手段。采用SEM结合EDS对FSP试样的微观结构进行了研究，采用XRD进行了物相分析。结果表明，制备的复合材料具有形状记忆效应。较低的加工温度有效地阻止了NiTi颗粒与Mg基体在FSP过程中的界面反应。无论粒径大小，在FSP后，NiTi颗粒都均匀分布在Mg基体中。此外，与Mg基体相比，NiTi/WE43复合材料的屈服强度、极限拉伸强度和延伸率分别降低了33%、12%和18%。随着加入的NiTi颗粒尺寸的增大，该复合材料拉伸强度和延伸率均降低。复合材料的失效机理是颗粒之间的界面开裂以及增强颗粒的断裂。     

形状记忆合金在土木工程中的阻尼特性研究

采用真空烧结的方法制备了SiC含量分别为0%、3%和5%的土木工程用SiC/NiTi复合材料,并对三种复合材料的物相组成、显微组织和阻尼性能进行了研究。结果表明,随着复合材料中SiC含量的增加,土木工程用SiC/NiTi复合材料的密度和孔隙率都表现为逐渐降低,第二相的种类和含量逐渐增加;土木工程用SiC/NiTi复合材料的内耗值会随着SiC含量的增加而逐渐降低。     

非晶复合材料制备与性能

总结了近年来本课题组在外加强化相非晶复合材料制备方面取得的主要研究结果。通过制备过程凝固控制获得了性能优异的非晶复合材料,其中金属W／Zr基非晶合金双连续相复合材料压缩强度达到3450MPa,压缩应变为48％;金属Ti／Mg基非晶合金双连续相复合材料压缩强度达到1750MPa,塑性应变为30％;8％Nb颗粒／Mg基非晶复合材料压缩强度达到900MPa,塑性应变为12．1％;6％SiC颗粒／Zr基非晶复合材料压缩强度达到2230MPa,塑性应变为3％。     

SiC颗粒对SiC_P/AZ61复合材料触变

利用Thermecmastor-Z热模机对经过搅熔铸造法-半固态等温热处理法制备的SiCp/AZ61复合材料半固态坯料进行触变压缩实验。重点分析了SiC颗粒体积分数对真实应力和微观组织的影响。研究表明:在压缩变形前后的SiCp/AZ61复合材料中,SiC颗粒增强相主要位于晶粒晶界处;SiC颗粒增强相体积分数越大,SiCp/AZ61复合材料在半固态条件下的真实应力越大、组织颗粒越细小,塑性变形越明显。     

成形温度对SiCP/Al复合材料性能的影响

采用粉末冶金的方法制备12%SiC_p/6066Al(体积分数)复合材料,研究了热压与热挤压成形温度对复合材料性能的影响。结果表明,热挤压有利于SiC颗粒在基体中的再分布且是粉末冶金法制备SiC颗粒增强铝基复合材料的必要工艺,而热压则有利于提高增强颗粒与基体的界面结合强度;在高于基体固相点温度热压烧结而低于固相点温度热挤压时,金属基体强度高且界面结合牢固,复合材料的性能最佳。本工艺中12%SiCp/6066Al的最佳热压温度为560℃,热挤压温度为430℃。     

无压浸渗法制备SiC/Al复合材料的抗弯强度研究

通过无压浸渗法制备了SiC/Al复合材料,分析了颗粒大小、颗粒级配、淀粉含量等因素对复合材料抗弯强度的影响.结果表明:随着淀粉含量增加和SiC颗粒尺寸的减小,浸渗后形成的复合材料抗弯强度增大.通过颗粒级配方法制备的SiC/Al复合材料的抗弯强度比大颗粒的强度高,比小颗粒的低.     

粉末冶金法制备SiC_p/2024Al泡沫复合材料的表征(英文)

为了丰富泡沫材料制备工艺、推动其快速发展与广泛应用,以CaCO3为发泡剂采用粉末冶金法制备SiCp/2024Al泡沫复合材料。采用SEM和Magiscan-2A图像分析仪研究了CaCO3发泡剂和SiC颗粒的含量对发泡行为的影响,并且通过Gleeble 1500热模拟机分析了SiC颗粒的含量对压缩性能的影响。结果表明:随着发泡剂的增多,孔隙率和孔径先增加后减小。随着增强体含量的增加,孔隙率和孔径都减小。压缩曲线揭示加入增强体可以改善压缩屈服强度和吸能能力。SiCp/2024Al泡沫复合材料显示为脆性泡沫材料。     

纳米SiC颗粒增强Ti-6Al-4V基复合材料的制备和力学性能（英文）

采用粉末冶金技术制备含不同质量分数(0,5%,10%和15%)纳米SiC颗粒增强的Ti-6Al-4V(Ti64)金属基复合材料(MMCs),研究添加纳米SiC颗粒对复合材料力学性能如硬度和抗压强度的影响。结果表明,当压缩载荷为6.035 MPa时,复合材料具有最佳的相对密度(93.33%)。SEM显微组织观察结果表明,Ti64/5%SiC_p复合材料的润湿性和结合力得到了提高。采用X射线衍射技术研究Ti64/SiC_p复合材料中纳米SiC颗粒含量对其相组成的影响,并分析其力学性能与相组成的关系。含10%和15%SiC_p的复合材料由于脆性界面反应产生了新相,此新相对复合材料的强度和硬度不利。Ti64/5%SiC_p金属基复合材料的抗压强度和硬度较高,因此5%SiC_p是此复合材料的最佳含量。     

高能球磨法制备SiC/Al复合材料

采用高能球磨法制备了SiC颗粒增强Al基复合材料,研究了SiC含量对该复合材料力学性能的影响。结果表明,SiC/Al复合材料的硬度、屈服强度以及抗拉强度随SiC含量的增加而增大,而伸长率随之减小;SiC/Al复合材料呈延性断裂和脆性断裂混合断裂;随着SiC含量的增加,材料延性断裂特征减少。     

LOW DENSITY AND HIGH STRENGTH NiTi MEMORY ALLOYS WITH CONTROLLABLE PORE CHARATERISTICS AND THEIR SUPERELASTICITY

采用球形尿素颗粒预造孔工艺结合梯级粉末烧结方法制备出孔形规则、孔径大的轻质高 强多孔NiTi形状记忆合金. 通过控制造孔剂(尿素)的含量可有效调节多孔合金的孔隙特征, 获得孔径均匀、孔形圆整和孔隙率可控的样品, 其中孔径为296-732 um, 孔隙率为31%-61.6%; 尿素形状和尺寸对多孔合金的孔隙特征有决定性影响, 具 有几何形态遗传性; 尿素对多孔NiTi合金的组成相影响很小, 相变仍具有马氏体相变特征; 合金具有优良的力学性能和稳定的线性超弹性.     

镁造孔多孔NiTi合金的微波烧结制备与表征

为了获得轻质、高强和高阻尼的多孔NiTi合金,采用微波烧结协同镁造孔技术制备多孔NiTi合金.考察多孔NiTi合金的显微组织、力学性能、相变行为、超弹性和阻尼性能.结果表明:当烧结温度低于或等于900℃时,多孔NiTi合金主要由B2 NiTi相和少量B19'NiTi相组成.随着烧结温度的升高,多孔NiTi合金的孔隙率逐...     

钛镍多孔材料的制备及其显微组织与形状记忆性能

采用粉末烧结法制备了高孔隙率的Ti-50.8 at%Ni形状记忆合金(SMA),并对其显微组织和形状记忆性能进行了研究。结果表明,用该种方法制备的多孔合金样品具有孔隙分布均匀以及开孔率高的特点,其平均孔径在200μm左右。合金组织主要由奥氏体NiTi相(B2)和单斜马氏体NiTi相(B19’)组成。循环加载-卸载实验结果表明,该多孔材料能表现出一定的形状记忆效应,而且形状记忆效应随孔隙率的增加而降低。     

多孔NiTi形状记忆合金的生物医学特性及其医用前景

讨论了多孔NiTi形状记忆合金的生物医学特性，尤其是其多孔性带来的诱导骨组织长入的特性，使植人物与人体骨组织的结合更加牢固可靠。阐述了多孔NiTi合金适于植入的力学性能，如形状记忆效应、高的抗压、抗弯强度和与骨组织接近的弹性模量，探讨了其在人体骨组织修复和替换方面的应用前景。     

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。     

热爆反应合成多孔NiTi形状记忆合金的性能

利用热爆方法来制备了多孔NiTi形状记忆合金.研究了在不同热爆温度下制备出的样品与其机械性能之间的关系.结果表明:在1 223 K下热爆反应制备的NiTi合金,具有大的孔隙度,高开孔率和基本各向同性,同时表现出较好的超弹性.对断口分析发现,断裂为脆性断裂和韧性断裂的复合.这表明改善孔洞分布和形态,可以极大地提高多孔NiTi形状记忆合金的机械性能和超弹性.     

颗粒尺寸对微波烧结多孔NiTi合金的显微结构及力学性能的影响

以不同颗粒尺寸的Ni/Ti粉末为原料,采用微波烧结技术制备了多孔NiTi合金,并系统考察了颗粒尺寸对多孔NiTi合金的显微结构和力学性能的影响。结果表明,随着颗粒尺寸的减小,多孔NiTi合金中的Ti2Ni和Ni3Ti第二相减少而单质Ni相消失。同时,多孔NiTi合金的孔隙形貌由带尖角的不规则形状向近球形转变。此外,多孔NiTi合金的孔隙率和孔径随着颗粒尺寸的增大而增大,而洛氏硬度、抗压强度和抗弯强度均下降。因此,减小颗粒尺寸有利于获得理想的显微结构(纯净的物相和均匀的孔隙结构)和提高微波烧结多孔NiTi合金的力学性能。     

Wear Properties of Porous NiTi Orthopedic Shape Memory Alloy

Porous NiTi shape memory alloy (SMA) scaffolds have great potential to be used as orthopedic implants because of their porous structure and superior physical properties. Its metallic nature provides it with better mechanical properties and Young??s modulus close to that of natural bones. Besides allowing tissue ingrowth and transfer of nutrients, porous SMA possesses unique pseudoelastic properties compatible to natural hard tissues like bones and tendons, thus expediting in vivo osseointegration. However, the nickel release from debris and the metal surface may cause osteocytic osteolysis at the interface between the artificial implants and bone tissues. Subsequent mobilization may finally lead to implant failure. In this study, the wear properties of porous NiTi with different porosities processed at different treatment temperatures are determined. The results of the study show that the porosity, phase transformation temperature, and annealing temperature are major factors influencing the wear characteristics of porous NiTi SMA.     

(NiTi)_(50-0．5x)Nb_x形状记忆合金的阻尼性能及力学性能

通过加入Nb制备了具有双相组织的(NiTi)50-0.5xNbx(x=5,10,15,20)形状记忆合金,合金兼具高阻尼性能和高屈服强度.随着Nb含量x的增大,合金中(NiTi+β-Nb)共晶组织比例含量增加,合金轧制样品在马氏体状态自协作屈服强度随之升高,在x=15时达到最高(289 MPa);同时,合金轧制样品保持高阻尼性能,本征阻尼性能tan δ＞0.01,并随x增大而升高.根据形状记忆合金阻尼理论以及NiTiNb形状记忆合金的阻尼性能随温度的变化规律,探讨了β-Nb和NiTi相界面阻尼对合金阻尼性能的影响.     

CuAlPd alloys for sensor and actuator applications

Currently available shape memory alloys (NiTi, CuAlNi, CuSnAl) lack the high transformation temperatures and long term thermal stability desired in many commercial applications. This paper reports the results of an investigation in which Pd was substituted for Ni to obtain the shape memory ally CuAlPd. The CuAlPd alloys were found to have an austenite transformation temperature range of 115–370°C depending on composition, heat treatment and working process. Optimal shape memory properties were found for a composition of Cu-13.1 wt% A1-2.4 wt% Pd. This alloy has a transformation temperature of 180°C and a recoverable strain of 4.8%. CuAlPd alloys have excellent workability and exhibit fatigue properties comparable to NiTi shape memory alloys. Single crystals of CuAlPd alloys were produced using a modified Bridgeman technique.