TiNi基形状记忆材料及应用研究进展

综述了TiNi基形状记忆合金最近的基础研究和应用研究进展。对TiNi基形状记忆合金的马氏体相变以及TiNi基高温形状记忆合金、TiNi基形状记忆合金薄膜、TiNi基复合材料以及TiNi基形状记忆合金在航空航天等领域的应用进行了评述和归纳,结合TiNi基形状记忆合金材料和应用研究取得的新进展,认为多功能化,稳定化和集成化是当前TiNi基形状记忆合金研究的主要发展趋势。最后展望了TiNi基形状记忆合金的发展前景。     

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.     

承受各种循环加载的TiNi形状记忆合金的超弹性变形行为

TiNi形状记忆合金由于其优良的机械性能、抗腐蚀能力和生物适应性得到广泛的使用。超弹性是TiNi形状记忆合金重要的力学性能之一。本文通过实验研究了不同加载速率和不同实验温度下承受完全循环加载以及部分加载卸载的TiNi形状记忆合金超弹性变形行为。分析了循环变形期间马氏体相变应力和弹性模量变化的特性。研究表明在完全循环加载过程中，由于残余应变的存在，马氏体相变应力随循环增加而减小。马氏体相变应力的变化量（即残余应力）与残余应变成线形关系。对于受过循环变形的机械训练的TiNi形状记忆合金，研究了部分加载和卸载情况下其超弹性变形，分析了相变开始与结束的应力特性。     

石墨坩埚熔炼高质量TiNi形状记忆合金

TiNi形状记忆合金因其良好的功能性能和高的力学性能,是目前应用最为成功的形状记忆合金.形状记忆合金的形状记忆功能与合金成分密切相关,Ni的原子体积分数变化0.1%,其相变温度会变化10 K,因此,生产中要保证合金成分均匀是其关键.     

TiNi形状记忆合金中富镍相的析出及其对机械行为的影响

本文评述了近年来有关 TiNi 形状记忆合金的时效及其对合金机械行为的影响方面的文献资料,系统地综述了 TiNi 形状记忆合金时效过程中富镍相的析出行为、析出相的结构及晶体学关系,探讨了富镍相对合金预马氏体相变及马氏体相变、伪弹性及记忆效应影响的机理,并提出了尚待解决的问题。     

TiNi合金冲蚀磨损行为及应用研究进展

TiNi形状记忆合金是一种新型的性能优异的摩擦学材料,其耐磨机制及摩擦学应用方面的研究得到了人们的广泛关注.在综述TiNi合金冲蚀磨损行为研究现状的基础上,对TiNi合金的冲蚀磨损机制进行了分析,认为TiNi合金的良好冲蚀磨损性能主要与其相变伪弹性和马氏体变体自适应行为有关.同时,还总结了TiNi合金摩擦学应用方面的研究进展,并对进一步的研究方向提出建议.     

TiNi基形状记忆合金的温度记忆效应研究新进展

因为具有形状记忆效应和超弹性,TiNi形状记忆合金已经广泛用做功能材料和生物材料.最近,由不完全相变诱发的特殊的温度记忆效应现象引起关注:如果从马氏体到奥氏体的逆相变在第一次加热中在温度TI处被中断,而后冷却到马氏体相变终了温度以下,在随后的加热过程会出现被一个动力学中断点TS分开的两阶段逆相变,TS可"记住"TI.本文综述了TiNi基形状记忆合金的温度记忆效应及其机制.     

TiNi形状记忆合金丝/水泥复合材料的相变行为

研究了TiNi形状记忆合金/水泥基复合材料的相变行为。差热分析(DSC)研究结果表明,由于水泥基体的约束作用,形状记忆合金中剩余取向马氏体的逆相变温度上升。在逆相变开始阶段,逆马氏体相变的平均速率较大;在复合材料DSC加热曲线吸热峰结束温度以上,剩余马氏体的逆相变仍在缓慢进行。     

不同方式预应变TiNi合金丝的马氏体逆相变温度

对恒应力约束下降温预应变和室温拉伸预应变TiNi形状记忆合金丝的马氏体逆相变行为进行研究.结果表明,随着预应变的增加,二者的马氏体逆相变温度都上升,应变回复率都下降;但是在相同预应变下,前者的马氏体逆相变温度低于后者,后者的应变回复率却高于前者.     

Ti50-xNi49.5Zrx/2Hfx/2四元形状记忆合金的马氏体相变

由于TiNi基合金具有优秀的形状记忆效应(SME)和伪弹性效应(PE),在诸多的形状记忆合金(SMAs)中是最有声望的,添加第三合金元素对TiNi合金的相变行为有着极大的影响.     

Martensitic Transformation of TiNi Shape Memory Alloy Fiber Reinforced Ni Matrix Composites

In this paper, a TiNi shape memory alloy fiber Ni matrix composite was fabricated by an electroplating method using TiNi alloy as the cathode and Ni as the anode. The constrained martensitic transformation behaviors of the TiNi alloy were studied by differential scanning calorimeter (DSC), and the results showed that two endothermic peaks appear on the DSC heating curves and the reverse transformation temperatures increase with increasing prestrain levels. Moreover, comparing to the free transformation, the temperature window of the constrained reverse transformation is widely expanded due to the influence of recovery stress.     

TiNi记忆合金的马氏体相变与形状记忆效应

对近些年来有关ＴｉＮｉ记忆合金中马氏相变和形状记忆效应的最新研究成果进行综合评述。主要内容包括马氏体的形成，相变晶体学和变体自协作以及变形行为和形状记忆效应。     

TiNi合金在恒应力约束下的不完全相变

利用DSC对预应变TiNi形状记忆合金丝在恒应力约束下的马氏体不完全逆相变进行了研究,发现不完全相变热循环样品在第二次自由态加热过程中出现两步马氏体逆转变和两段应变回复现象.分析认为:经过恒应力约束下的不完全逆相变后,TiNi样品中存在不同的马氏体,在随后的加热过程中先后逆转变,产生两段回复应变.     

TiNi形状记忆合金在定应变约束下的马氏体相变

通过DSC及回复应变的测量,研究了定应变约束态加热-冷却过程对预应变TiNi形状记忆合金相变行为的影响。结果表明,在约束态相变中,逆相变温度区间拓宽;取向马氏体除向母相转变外,应变还要进一步增大;在正相变过程中,从母相生成的马氏体也具有变形结构。约束态不完全相变后,样品中存在两种马氏体;再变形马氏体和继承变形马氏体,在随后的无约束逆相变过程中,前者的相变温度高于后者,并且输出两段回复应变。     

铁基形状记忆合金马氏体相变研究进展

铁基形状记忆合金的形状记忆效应和超弹性取决于合金的马氏体相变特征,掌握铁基合金的马氏体相变规律是开发和优化铁基形状记忆合金的前提。根据马氏体相变类型将目前发现的铁基形状记忆合金分成3类：Fe-Mn-Si系,Fe-Ni-Co系和Fe-Pt／Fe-Pd系,分别阐述了3类铁基形状记忆合金马氏体相变的研究进展,总结了铁基合金形状记忆效应的不同机理和影响马氏体相变特征的各种因素,探讨了开发新型铁基形状记忆合金的需要关注的方向。     

TiNi形状记忆合金连接技术的研究进展

TiNi形状记忆合金具有很多优异性能,在航空航天、原子能、海洋开发、仪器仪表以及医疗器械等领域具有广阔的应用前景,而TiNi形状记忆合金的连接技术是其实用化的关键技术之一.综述了TiNi形状记忆合金连接技术的发展现状,重点评述了TiNi形状记忆合金激光焊、固相焊和钎焊的研究状况,指出了需要深入研究的问题.     

Recent development of TiNi-based shape memory alloys

Recent developments in China on TiNi-based shape memory alloys (SMAs), including TiNi binary SMAs, TiNiNb wide hysteresis SMAs, TiNiCu narrow hysteresis SMAs, TiNiHf high temperature SMAs and TiNiRE SMAs were concisely reviewed. The damping characteristics and corresponding mechanisms of TiNi and TiNiNb alloys were described and discussed. Some surface modifications of TiNi binary alloys were employed to improve the corrosion resistance and the biocompatibility, which are very useful for the medical applications. Shape memory effect and mechanical properties of TiNiHf alloys were enhanced by aging Ni-rich TiNiHf alloys, while the Ms still remain enough high. The authors found that the addition of RE to TiNi alloys increases the phase transformation temperatures and even changes the transformation sequence. Fundamental research on the TiNi-based alloys is still in the ascendant, leading to increasingly extending of the applications.