TiNi形状记忆合金及其多孔体

综述了TiNi形状记忆合金的研究开发与应用现状,包括三元TiNiCu、TiNiNb、TiNiHf合金,并介绍了用自蔓高温合成法制备一种新型人造骨科材料——TiNi多孔体的最新研究进展。     

自蔓延高温合成钴-钛系多孔合金

采用自蔓延高温合成制备了Co-Ti多孔体新型人体骨、关节材料.以Ti粉和Co粉按原子比Ti:Co=1:1与Ti:Co=2:1 2种配比的原料,在10 Pa负压条件下,500℃预热2 min点燃进行自蔓延合成反应.对反应产物进行XRD分析和SEM观察及力学性能测试.结果表明,2种合成产物分别为单相CoTi和COTi2.CoTi的结构和力学性能比CoTi2优越.其孔隙率为40.9%,抗压强度308 MPa,抗折强度134 MPa,弹性模量11.6 GPa,与人体骨、关节具有很好的力学性能相容性.因此用SHS法制备的CoTi多孔合金有望作为一种新型人体植入材料获得开发应用.     

自蔓延高温合成Al2O3-TiO—TiO2复相多孔陶瓷

自蔓延高温合成（SHS）是制备多孔陶瓷的一种新兴方法。作者将传统制备方法中的发泡技术引入到SHS中，以Al并口TiO2为原料，并辅助以高温发泡剂，制备出了Al2O3-TiO-TiO2复相多孔陶瓷。使用SEM和XRD进行了分析表征。宏观和金相显微观察测得Al2O3-TiO—TiO2复相多孔陶瓷具有毫米级和微米级的孔梯度，用阿基米德法测得其显孔隙率为35％～50％。研究表明：添加适量的高温发泡剂可增大Al2O3-TiO—TiO2复相多孔陶瓷的显孔隙率，但剂量超过0．5（摩尔分数）后，显孔隙率的变化不大；添加SiO2能够提高Al2O3-TiO—TiO2复相多孔陶瓷抗压强度，但是却会降低其显孔隙率。     

自蔓延高温合成氮化硅镁粉体

研究了不同起始反应物体系(Mg+Si,Mg2Si和Mg+Si3N4)对氮气中燃烧合成氮化硅镁(MgSiN2)粉体的影响,结果显示,不同反应物体系的燃烧产物不同.Mg2Si和Mg+Si3N4能获得单一相的MgSiN2,而且氧含量低至0.356%(质量分数),而Mg+Si体系燃烧产物除主相MgSiN2外,还含有少量Si和MgO及一些未知相.     

自蔓延高温合成的材料和工艺

本文综述了自蔓延高温合成的２５０多种材料和６类工艺，给出了工艺与材料之间的相互关系，并列举了６个工业化实例。     

铁氧体的自蔓延高温合成方法

自蔓延高温合成方法是俄罗斯宏观动力学研究所Ｍｅｒｚｈａｎｏｖ等人发明的一项新的材料合成方法。用此方法合成铁氧体与传统铁氧体工艺相经 低能耗,合成时间短、等优点,具有广泛的应用。用此方法生产的铁氧体元件的性能稳定,适合工业生产,本文着重介绍自蔓延高温合成铁氧体的基本原理和主要工艺。     

自蔓延高温合成AIN的研究

本文研究了Ｎ２压力、稀释剂含量及松装相对密度对自蔓延高温合成ＡＩＮ的影响。利用ＸＲＤ、ＳＥＭ及金相技术分析了产物的相组成、相分布及产物粉末形貌。并在Ｎ２压力较低的条件下合成了氮化基本完全的ＡＩＮ。     

自蔓延高温合成技术研究动态

综述了俄、美、中、日等国自蔓延高温合成技术的最新研究动向。简要评述了其发展趋势和应用前景。     

自蔓延高温合成技术应用的新进展

本文着重介绍了ＳＨＳ技术在合成电子材料，超导材料，催化剂和颜料以及在涂层和接等领域的应用和进展。     

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。     

变载荷作用下TiNi形状记忆合金弹簧的变形特性

研究了电流和预拉伸长度对形状记忆合金螺旋弹簧的承载能力,动态变形速度及刚度的影响关系。结果表明：在一定电流范围内,形状记忆合金弹簧的承载能力和刚度随着电流的增大而增大,当电流超出此范围后,它们几乎不再随电流变化。形状记忆合金弹簧在单次回复变形过程中的速度变化规律是先随着回复位移的增加而增加,在接近中间段时达到最大,然后随着位移的增加而减小。电流是对SMA弹簧动态变形速度影响最明显的参数,通过选择合适的电流可有效的控制SMA弹簧的回复变形速度。在预拉伸长度不大的情况下,SMA弹簧的承载能力、平均变形速度与拉伸长度成线性关系。     

TiNi形状记忆合金丝在约束态热循环后的力学特性

研究了TiNi形状记忆合金丝在约束态热循环后的应力-应变特性.结果表明,如果停止加热并加载,或者在母相状态下冷却但是尚未发生正相变时加载,加载应力-应变曲线首先呈线弹性关系,然后才出现应力平台.如果在冷却过程中发生正相变的时候停止冷却并加载,则加载应力-应变曲线只出现应力平台.与之相似,如果在约束态冷却过程中停止冷却并卸载,卸载应力-应变曲线首先呈线弹性关系,然后才出现应力平台.如果在加热过程中停止加热并卸载,则卸载应力-应变曲线立即出现应力平台.     

TiNi形状记忆合金的相变行为及其影响因素

对近年来有关ＴｉＮｉ形状记忆合金的相变行为及其影响因素等方面的最新研究成果综合评述，主要内容包括化学成分，应力／应变，热／机械循环，冷／加热和热处理制度等因素对相变温度和相变次序的影响。     

TiNi Shape Memory Alloy Foams Synthesized by Spacer Sintering and their Properties

Titanium （Ti） and nickel （Ni） elemental powders were blended by ball milling and the ball milled powders were employed to fabricate TiNi shape memory alloy （SMA） foams by spacer sintering. Effect of ball milling time on phase constitutes of the sintered TiNi alloy foams was studied by X-ray diffraction （XRD） analysis. Scanning electron microscopy （SEM） was used to characterize the porous structure, and compressive tests were carried out to evaluate the mechanical properties of＇the foams. Results indicate that porosities of the TiNi alloy foams can be controlled by using the spacer sintering method, and the porosities show a significant effect on the mechanical properties and shape memory effect （SME）.     

采用纯铜中间层的TiNi形状记忆合金激光焊接

采用纯Cu中间层,对TiNi形状记忆合金丝脉冲激光焊接进行研究。利用光学显微镜,扫描电镜,微区XRD等分析测试手段,研究了TiNi形状记忆合金丝激光焊接头的微观组织特点。为研究接头的力学性能和形状记忆效应,对其进行拉伸和弯曲试验。结果表明,焊缝区组织分布不均匀,不同形貌区域的成分差别较大,XRD分析焊缝区生成了B2,B19’,Ti3Ni4,Cu基固溶体及Cu与Ti的金属间化合物相CuTi,Cu4Ti3,Cu3Ti2,Cu3Ti等。TiNi形状记忆合金激光焊接头抗拉强度为489~536MPa,断口呈典型的韧-脆混合断裂特征。形状记忆恢复率达99%以上。     

Ni含量对激冷贫镍TiNi形状记忆合金薄带相变行为的影

用激冷甩带法制备了Til-xNix(x=45％～49.8％)(原子分数)形状记忆合金(SMA)薄带,用示差扫描量热仪研究了Ni含量对铸态及450℃、500℃退火态TiNi SMA薄带相变行为的影响.结果表明,冷却/加热时,铸态和退火态Ti1-xNix(x=45％～49％)SMA薄带发生A→M/M→A一阶马氏体相变;当Ni含量为49.8％时,铸态和退火态TiNi SMA薄带冷却时发生A→ R→M两阶段相变,加热时发生M→A一阶段相变.随Ni含量增加,TiNi SMA薄带马氏体正、逆相变温度范围先增大后减小,Ni含量为48％时相变温度范围最宽.退火态比铸态TiNi SMA薄带相变温度范围窄.随Ni含量增加,TiNi SMA薄带马氏体正、逆相变温度升高,相变热滞增大.当Ni含量为49％时,SMA薄带的马氏体相变温度达最大值,当Ni含量为49.8％时马氏体相变温度迅速下降.     

Numerical Simulation of Mechanical Behaviors of the TiNi Shape Memory Alloy Welded Joints in the Precise Pulse Resistance Butt—Welding

The hysteresis unit system was introduced to mechanical structure behavior of the TiNi SMA joint based on the structure characteristics of the martensite variants in the joints, and some functions reflecting its inner structure characteristics and micro-behavior such as density function, phase transformation function were set up from micro-points. Finally, the structure behavior relationship and corresponding mathematic model reflecting the relationship among hysteresis strain, stress and phase transformation strain were provided, which could predict the stress-strain behavior of the TiNi SMA joint to large extent.     

TiNi形状记忆合金中亚稳R′相的形成条件和相变行为

用选区电子衍射和衍衬形貌象分析相结合的方法,系统分析和研究了随炉缓冷TiNi形状记忆合金薄膜试样中,三斜结构亚稳R’相的形成条件和相变行为。结果表明,经固溶—淬火处理,并在673K以上温度时效后缓冷的TiNi合金薄膜试样中,都可能形成亚稳R’相。原位变温实验确定,升温过程中亚稳R’相在413K转变为B2结构母相,R’相转变不是一个可逆相变。