形状记忆合金纤维在变轴力作用下的力学性能研究

对形状记忆合金纤维拔出的力学模型进行了探讨和简化。以一维的Liang-Rogers本构模型和Tanaka给出的指数型马氏体含量关系为基础,给定界面摩擦力的取值范围,并考虑其对纤维的作用,给出了恒温条件下加载和卸载过程中脱胶区纤维的伸长量与外载荷、摩擦力的关系式,及相关的系列曲线图,得到了界面摩擦力对形状记忆合金纤维力学特性的一些影响。由于余弦和指数模型得到的结果吻合良好,该文的变轴力模型具有一定的合理性。     

NiTi形状记忆合金基本驱动特性

研究了预应变ＮｉＴｉ形状记忆合金的基本驱动特性，结果表明，加热和冷却过程回复力存在滞后行为；卸载过程中应力与应变具有与加热、冷却过程相关的非线性关系；卸尖力随卸载应变速率增加而降低，此外研究了预应变ＮｉＴｉ合金丝产生回复力后对外应力的响应行为。     

NiTi形状记忆合金热变形行为及加工图

目的应用Gleeble 3500热模拟试验机,研究Ni Ti形状记忆合金在变形温度650~1000℃、应变速率0.001~10 s~(–1)条件下的热变形行为,并基于动态材料模型构建合金的加工图。方法采用包含Arrhenius项的Z参数法建立该合金的本构关系数学模型,计算变形激活能,构建应变量为0.7和1.2时的加工图,并结合微观组织观察验证加工图预测结果的准确性。结果 Ni Ti合金热变形激活能Q为227.9 k J/mol。根据加工图可知,所研究Ni Ti合金的失稳变形工艺参数范围分别为:650~930℃,0.1~10 s~(–1)和930~1000℃,0.3~10 s~(–1),对应的失稳变形机制分别为局部流动和机械失稳;适宜的变形参数工艺范围为:750~800℃,0.01~0.03 s~(–1)和850~900℃,0.01~0.03 s~(–1),对应的变形机制为动态再结晶。结论研究结果可为Ni Ti合金成形工艺制度的制定和优化提供理论依据。     

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。     

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。     

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.     

热等静压法制备多孔NiTi形状记忆合金

运用热等静压法(hot isostatic pressing,HIP),制备出多孔的NiTi形状记忆合金.制备出的多孔NiTi合金具有接近球状的孔,孔径在50～200μm,孔的分布均匀且各向同性.本文研究了多孔NiTi形状记忆合金在不同时效条件下的微观结构和马氏体相变行为,发现富Ni的多孔NiTi形状记忆合金的相变机制与富Ni致密NiTi合金相类似,时效后的冷却曲线出现两个峰,表示母相B2→R的转变和R→B19'的转变过程.     

NiTi形状记忆合金薄膜的制备及形变特性

研究了适用于微器件的溅射态NiTi形状记忆合金薄膜.讨论了溅射工艺及织构对薄膜结构和相变特征的影响.利用薄膜热相变特性制成了微驱动器,观察并分析了该器件的形变特性.结果表明:原位加热溅射可以获得具有织构的晶化薄膜;用该薄膜制备的驱动器回复率为0.76%.     

多孔NiTi形状记忆合金的制备及性能

采用球磨后的NiTi合金粉末为原料,添加尿素作为造孔剂,利用粉末烧结法制备多孔NiTi形状记忆合金.研究烧结温度、保温时间和预成型压力等条件对制备的多孔NiTi合金组织结构和力学性能的影响.结果表明:相对于传统的Ni粉和Ti粉近等原子比混合烧结方法,此方法制备的多孔NiTi合金的相组成更加纯净.且随烧结温度升高,多孔N...     

NiTi纤维表面处理及其树脂基复合材料的界面特性

NiTi纤维表面呈惰性,表面能低,NiTi纤维与树脂间界面粘结性差.为了提高界面性能,采用硅烷偶联剂、表面涂层和低温冷等离子体技术等方法对NiTi纤维表面进行处理,改善纤维表面的浸润性,达到纤维与树脂界面良好的粘结.对复合材料进行界面剪切强度的测定,并利用扫描电镜观察拔脱纤维表面形貌的变化.研究表明:NiTi纤维经不同方法处理后,纤维的浸润性和界面的粘结强度均有不同程度的改变,其中冷等离子体处理的纤维再经硅烷处理,其复合材料IFSS提高2.94倍,ILSS提高1.45倍,且纤维与树脂粘合较好.     

PZT基体沉积条形分布NiTiSMA薄膜复合材料的介电性能

使用模具并采用磁控溅射法在铁电陶瓷PZT基体上沉积具有条形分布结构的Ni Ti SMA薄膜。显微组织结构观察发现,以条形分布结构方式沉积的Ni Ti SMA薄膜晶化处理后具有等轴晶结构。比较所制备PZT/Ni-Ti SMA薄膜复合材料与纯PZT的介电常数及介电损耗发现,两者的介电损耗水平接近;复合材料的介电常数比纯PZT的提高约18%。Ni Ti SMA的沉积使基体中靠近薄膜区域的Zr/Ti物质的量比恰好落在准同型相界区内,致使所制备复合材料的介电性能优于纯PZT。     

多孔NiTi合金工艺参数与孔隙关系的神经网络研究

为了减少实验量,降低成本,利用人工神经网络的原理,选取温度、颗粒尺寸、压坯密度为输入量,产物的孔隙度为输出量,建立了反映自蔓延高温合成反应参数与产物孔隙特性内在关系的模型.研究表明,该模型可以对选定工艺条件下产物的孔隙度进行良好的预测,预测结果在合理的误差范围内.说明建立的反应参数与孔隙特性的关系模型是可靠的,可以通过此模型优化反应参数.     

充分发挥NiTi纤维复合材料功能的一种方法

通常NiTi纤维圆柱体剪滞模型是通过界面传递应力,界面剪应力较大时,界面将产生脱粘.将两端有小垫片的NiTi纤维埋入基体中,构成一种新的NiTi纤维圆柱体剪滞模型,在一定的简化条件下,针对马氏体逆相变过程,对纤维轴应力、界面剪应力的分布及应力传递进行分析.分析结果表明,与通常模型比较,新模型可通过界面和小垫片传递应力,减小界面剪应力峰值,能充分发挥NiTi纤维的作动效应.此外还讨论了小垫片几何尺寸对应力分布及传递的影响.     

材料状态对NiTi形状记忆合金相变行为的影响

用金相显微镜观察了冷加工和固溶状态的显微组织形貌,用示差热量扫描法(DSC)系统研究了冷加工、固溶和时效处理对近等原子比的NiTi形状记忆合金的相变温度的影响。试验结果表明,冷加工态NiTi合金组织形态呈纤维状,固溶处理后组织形态呈等轴状。冷加工带来的大量变形缺陷抑制了热弹性马氏体的相变;冷加工态NiTi合金直接进行时效发生了P→M相变;经固溶处理后再进行时效则发生了P→R→M相变。NiTi合金在不同的热处理条件下发生了不同类型的热弹性马氏体相变。分析认为,应力、位错密度及析出相对NiTi合金热弹性马氏体的相变行为有重要的影响。     

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。     

SMA纤维复合材料变截面板簧的固有频率特性研究

摘 要:研究了形状记忆合金（SMA）纤维混杂复合材料变截面板簧的固有频率特性。基于Brinson本构模型,讨论了SMA的受限回复特性。在建立具有SMA纤维的各向异性层合梁本构方程的基础上,利用瑞利-里兹能量法求板簧的固有频率,并给出板簧固有频率的表达式。应用MATLAB进行数值计算,得到板簧固有频率与温度、铺层角、SMA含量的关系曲线,揭示了形状记忆合金纤维复合材料变截面板簧的固有频率可调节机理。     

BP模型在预测多孔NiTi合金孔隙度和屈服强度上的应用

基于BP神经网络的原理,建立了热爆法合成多孔NiTi形状记忆合金孔隙度和压缩屈服强度的神经网络模型.该模型拟合了温度、Ti粉颗粒尺寸和生坯密度对热爆产物孔隙度和压缩屈服强度的影响.当温度、Ti粉颗粒尺寸和生坯密度发生变化时,对反应产物的性能进行了预测,其预测值和实验值非常吻合.因此该模型可用于多孔NiTi形状记忆合金的性能控制,通过对性能的合理调控,使其与所替换的生物组织更加匹配,同时提高研究效率,降低成本.