环保型增塑聚氯乙烯的热响应形状记忆性能与机理

采用环保型增塑剂乙酰基柠檬酸三丁酯（ATBC）制备了具有较宽玻璃化转变温域的增塑聚氯乙烯（PVC）,研究了开关温度（T_s）的选择对材料形状记忆性能的影响。增塑PVC的形状固定率始终接近100%,与T_s大小无关,但当T_s从70℃升高到100℃,形状回复率由91.5%降至85.5%,回复速率和回复应力也同时劣化。在低的T_s下进行同条件拉伸时,增塑PVC高的储能模量赋予其更强的弹性能贮存能力,可提供更大的回复应力,进而加速回复过程。机理研究表明,增塑PVC的形状记忆效应源于微晶和无定形分子链的协同作用,PVC微晶作为物理交联点,充当固定相,其结构和含量在形状记忆前后不变,无定形分子链基于T_s的选定划分为软链和硬链部分,分别充当可逆相和第二固定相。提高T_s会增大软链比例,加剧分子链滑移,而硬链的减少弱化了固定相对分子链滑移的抑制作用,最终导致形状回复率的降低。     

陶瓷形状记忆效应的研究进展

本文综合评述了（１）二氧化锆陶瓷中马氏体相变和形状记忆机理，（２）钙钛矿石类氧化物陶瓷的位移相变及形状记忆特征，并与合金的形状记忆效应进行对比。     

形状记忆聚合物机理、表征与多形状记忆效应的研究进展

形状记忆聚合物是一种可以感受外界刺激并产生形态学变化的智能材料,近段时间得到了飞速发展。随着研究者们对形状记忆机理的理解不断深入,一些特殊的化学结构与化学反应被应用到形状记忆体系当中,新的引发方式与高级记忆效应被发现。多形状记忆聚合物作为传统形状记忆聚合物的形态学拓展,在记忆循环中具有独特的行为,一直受到广泛的关注。共混法制备多形状记忆聚合物的出现,显著降低了多形状记忆体系的制备难度。近期,多形状记忆聚合物在机理上出现新的突破,体系具有改变复杂几何形态的能力,使材料更具有现实应用潜力。本文着重介绍近年来多形状记忆聚合物这一新方向的最新研究进展,并阐明聚合物形状记忆的机理及其表征。     

热致形状记忆聚合物的形状记忆机理与性能研究进展

主要分析了热致形状记忆聚合物聚集态结构与形状记忆性能之间的关系(聚合物的聚集态结构大致可以分为3种:可逆相和固定相均为不定形结构;可逆相为不定形结构,固定相为结晶结构;可逆相为结晶结构,固定相为不定形结构)。总结了聚集态结构对转变温度、存储模量、形状固定率/回复率、回复应力和回复速率等的影响。     

板状FeMnSiCrNi合金试件的形状记忆效应

研究了板状Fe-30Mn-6Si-4Cr-5Ni铁基合金的形状记忆效应，探索了固溶处理温度、预应变大小和恢复温度等因素对其形状记忆效应的影响规律。试验结果表明：这种板状试件不同于薄片状或丝材试件，它们在受拉伸作用下，由于泊松比的影响处于复杂的三维受力状态，这样在应力诱发马氏体相变过程，马氏体呈多取向诱发生成，结果导致当预应变大小为1%时，其形状恢复率仅为80%左右；最佳的固溶处理温度为850℃；恢复处理温度最佳为600℃。     

Fe-Mn-Si基合金形状记忆效应的研究进展

概述了Si、Mn、Ni、Cr等化学成分以及时效处理和预变形等一些工艺因素对Fe-Mn-Si基形状记忆合金形状记忆效应的影响。对此类合金的形状记忆效应作用机理及其发展状况进行了概括总结,并提出了未来进一步的研究方向。     

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。     

形状记忆聚氨酯的研究进展

聚氨酯是一种多嵌段共聚物,可通过调节原料的组成和配比,得到性能各异的新型功能高分子材料。由硬段、软段交替排列组成的聚氨酯分子链,具有微相分离的本体结构,符合热致形状记忆高分子的条件,并具有良好的强度、硬度、耐磨性、耐挠曲性和生物相客性等优异性能。本文概括了聚氨酯的形状记忆原理和特征,并对形状记忆聚氨酯的研究进展作了重点阐述。     

β—NiAl合金的马氏体相变与形状记忆效应

介绍了β－ＮｉＡｌ金属间化金属间化合物的热弹性马氏体相变与形状记忆效应及其韧化途径。     

不锈铁基形状记忆合金记忆机制的研究

本文利用拉伸变形、ｘ射线衍射、光学金相和透射电子显微镜等测试方法研究了不锈铁基形状记忆合金Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ－Ｍｎ－Ｓｉ的微现行为。试验结果表明，室温拉伸变形量较小（在２％以内）时，可获得较完全的形状记忆效应，这主要与形变过程中产生单一位向的ε马氏体和大量单一位向的形变孪晶在加热时的逆转变相联系。当形变量较大（大于３％）时，形状记忆效应迅速降低，这与形变过程中产生不同位向的ε马氏体和形变孪晶以及滑移产生不可逆塑性变形和形成多量的α￣′马氏体有关。     

形状记忆材料研究综述

综述了镍钛、铜基、铁基形状记忆合金,热致型、光致型、电致型、磁致型、化学感应型形状记忆高分子,以及形状记忆陶瓷的形状记忆机理、特性及其应用现状,并提出形状记忆材料的研究方向为：加强形状记忆合金的抗疲劳性能研究,建立一套统一的研究方法和合理的评价体系;加强形状记忆高分子材料的结构设计研究;改善陶瓷的形状记忆性能,以拓展形状记忆陶瓷的应用领域。     

Welding and Joining of NiTi Shape Memory Alloys: A Review

NiTi is an increasingly applied material in industrial applications. However, the difficulties faced when welding and joining is required, limits its broader use in the production of complex shaped components. The main weldability problems associated with NiTi are: strength reduction, formation of intermetallic compounds, modification of phase transformation and transformation temperatures, as well as, changes in both superelastic and shape memory effects. Additionally, NiTi is envisaged to be joined to other materials, in dissimilar joints with more complex problems depending on the other base material. Thus, intensive research in welding and its effects on the joints performance has been conducted since the early stages of NiTi. This paper presents a detailed review of welding and joining processes applied to NiTi, in similar and dissimilar combinations considering both fusion and solid-state processes. Since laser is the most studied and applied welding process, a special section is devoted to this technique.     

形状记忆聚氨酯及其非织造材料成型方法研究进展

非织造材料作为一种通过物理或化学方法制成的具有工程结构完整性的纤维集合体,是一种源于纺织技术的功能性纤维材料,目前已广泛应用于医疗卫生、过滤分离和土木建筑等各个领域.随着非织造材料的广泛应用,其结构的优化与性能的提高显得尤为重要.形状记忆聚氨酯作为一种典型的形状记忆高分子材料,具有易加工、形变量大、形状记忆效果突出和多样化刺激方式等优点,广泛应用于医疗卫生、航空航天和纺织服装等领域.将形状记忆聚氨酯与非织造成型技术结合,不仅可以保持非织造材料原有特性,还可以赋予其形状记忆功能,为非织造技术的创新与升级提供驱动力,同时也为形状记忆材料的高质应用提供研究方向.目前形状记忆聚氨酯非织造材料的成型方法主要包括共混应用法、直接成网法以及后整理应用法.其中共混应用法包括复合纤维成网和共混纺丝,其优势在于纤维或聚合物之间可充分混合,形状记忆效果均匀;直接成网法包括静电纺丝法和熔喷法,静电纺丝法目前研究最广泛,其优势在于所得纳米级非织造材料质量轻、孔径多且成本低,可用于制备高性能复合材料.熔喷法形状记忆聚氨酯非织造材料结构蓬松、纤网孔隙小且孔隙率大,可广泛应用于吸油材料、过滤材料和隔音材料等领域;后整理应用法包括涂敷及形状记忆聚氨酯的溶液形式应用,其优势在于操作简便、成本低,且形状记忆效果优良.目前形状记忆聚氨酯非织造材料的应用依然处于实验室研究阶段,要实现产业化、功能化的应用还需要进一步的探索与研究.本文阐述了形状记忆聚氨酯的记忆机理、分类和应用领域等,分析了形状记忆聚氨酯非织造材料成型方法的研究进展,为形状记忆聚氨酯非织造材料今后的研发与高质应用提供了参考.     

Multiaxial Shape Memory Effect and Superelasticity

Abstract:  The specific behaviour of shape memory alloys (SMA) is due to a martensitic transformation [Shape Memory Materials. Cambridge University press, Cambridge] . This transformation consists mainly in a shear without volume change and is activated either by stress or temperature. The superelastic behaviour and the one-way shape memory effect are both due to the partition between austenite and martensite. The superelastic effect is obtained for fully austenitic SMA: loaded up to 5% strain, a sample recovers its initial shape after unloading with a hysteretic loop. The one-way shape memory effect is obtained when a martensitic SMA, plastically deformed, recovers its initial shape by simple heating. Superelasticity and one-way shape memory effect are useful for several three-dimensional applications. Despite all these phenomena are well known and modelled in 1D, the 3D behaviour, and especially the one-way shape memory effect, remains quite unexplored [Mater. Sci. Res. Int., 1 (1995) 260]. Actually, the development of complex 3D applications requires time-consuming iterations and expensive prototypes. Predictive phenomenological models are consequently crucial objectives for the design and dimensioning of SMA structures. Therefore, a series of 2D proportional and non-proportional, isothermal and non-isothermal tests have been performed. This database will be used to build a phenomenological model within the framework of irreversible processes.     

TiNi基高温形状记忆合金的马氏体相变与形状记忆效应

综述了Ti-Ni基高温形状记忆合金中的马氏体相变和形状记忆效应最近研究进展。Ti-Ni基高温形状记忆合金主要包括用Ti-Ni-Pd,Ti-Ni-Pt,Ti-Ni-Zr和Ti-Ni-Hf等。对Ti-Ni基高温形状记忆合金体材料、薄带和薄膜中的马氏体相变、组织结构、形状记忆效应以及超弹性性能等进行了评述和归纳。值得注意的是,通过适当的时效处理可调节相变温度,显著改善Ti-Ni-Hf高温形状记忆合金的开头记忆效应和超弹性性能,其主要原因在于时效的Ti-Ni-Hf合金中析出纳米级析出相导致基体强度升高。采取适当的制备和加工方法,提高合金的马氏体相变温度,改善合金的开头记忆效应,是当前TiNi基形状记忆合金研究的主要发展趋势。