路面NiTi合金相变材料固溶处理及调温效果

NiTi合金相变材料试样经不同温度(400、500、600、700及800℃)保温不同时间(15、30、45及60min)后进行淬火处理,利用差示扫描量热仪测试其性能,研究不同固溶处理工艺对NiTi合金相变焓值、相变温度等性能的影响。将该NiTi合金相变材料作为功能组分,制备NiTi合金相变材料改性的沥青混合料,通过调温试验对比不同NiTi合金掺量的沥青混合料的调温效果。结果表明:固溶处理温度为400及500℃时NiTi合金的相变温度区间宽于600、700及800℃时的相变温度区间;该相变材料的马氏体转变与逆转变的焓值主要受处理温度影响,保温时间对焓值影响不大、对相变温度区间的影响规律相似;随着NiTi合金相变材料掺量的增加,调温效果越显著。     

法向载荷对紫铜的微米划痕测试的影响

使用Rockwell C金刚石圆锥压头对紫铜进行微米划痕实验,研究了法向载荷对样品的微米划痕测试的影响。结果表明:随着法向载荷的增大,压入深度和残余深度均线性增加,弹性恢复率线性减小;划痕宽度随压入深度的增加先非线性地增大,之后趋于线性增加。当法向载荷在0.08~0.11N的范围内时,摩擦力线性增大,摩擦系数趋于一个常数,摩擦机制为粘着摩擦;当法向载荷在0.11~17N的范围内时,摩擦力和摩擦系数非线性地增大,摩擦机制为犁沟摩擦;当法向载荷在17~28N的范围内时,摩擦系数趋于一个常数,摩擦力线性增大,摩擦机制为微切削。     

TiNi形状记忆合金阻尼特性的研究

在变频、变温条件下，对两种热处理方式处理的Ti-50．8Ni(原子分数，％)合金的低频阻尼特性进行了研究，结果表明：中温退火处理的Ti-50．8Ni合金的阻尼性能好于高温固溶时效处理的合金；马氏体相、R相阻尼高于母相阻尼，相变过程(多相共存)出现阻尼峰，远远高于母相、马氏体相阻尼，同时伴随有最小弹性模量峰，即相变时材料出现软化现象；相变时阻尼与频率成反比，频率越高，相变阻尼峰越不明显，频率对弹性模量变化几乎没有影响；相变结束合金的阻尼对温度及频率不敏感；中温退火处理的Ti-50．8Ni合金在降温过程中由于温度和应力的复合作用导致多次相变，出现受频率影响的多个相变阻尼峰。     

振动时效对NiTi记忆合金回复特性与相变行为的影响

研究了振动时效对约束态下NiTi形状记忆合金的力学性能与相变行为的影响,用自制的拉伸机测试了振动与未振动NiTi合金在自由加热过程中的回复应变,用万能拉伸实验机测试了NiTi合金的力学性能,用DSC测试了NiTi合金的相变行为.结果表明,随着振动幅度的增加,NiTi合金丝在自由加热过程中输出的两段回复应变减小;随着振动时间的延长,NiTi合金输出的回复力减小,最多约80MPa.DSC结果表明约束态振动后再变行马氏体逆相变温度升高,相变潜热减小,而继承变形马氏体和热诱发马氏体相变潜热增加.所有结果均直接或间接表明,振动时效降低了NiTi形状记忆合金产生的回复力.这可能是由于振动在NiTi合金中产生了微观塑性变形,降低了回复力.     

NiTiCu合金相变过程的研究

本文用差示扫描量热法研究了 Cu 对 NiTi 记忆合金马氏体相变点及相变潜热的影响。结果表明,以 Cu 代替 Ni 至30 at.%,合金仍具有良好的记忆性能;合金相变温度及相变潜热值略有变化,相变滞后明显减小;Cu 含量对合金相变类型没有影响。相变潜热值△H 与 T_0=1/2(A_s+M_s)并不存在严格的直线关系。Cu 含量超过7.5at.—%时,合金的热加工性能变差。     

磁场对Ni51.5Mn24Ga24.5单晶马氏体相变的影响

分析了Ni51.5Mn24Ga24.5单晶样品在不同磁场下的马氏体相变温度和热滞后温度,并基于相界摩擦理论计算了样品在不同磁场下马氏体相变过程中相界摩擦所产生的能耗(FHr).结果表明,对于不同磁场下相界推移所产生的能耗与实验观察到的热滞后温度变化规律基本一致,说明了相界摩擦理论较好地解释了Ni-Mn-Ga合金在外加磁场情况下相变过程中的热力学问题.     

多元氮化物薄膜及其沉积工艺对NiTi记忆合金性能和组织的影响

采用真空阴极电弧沉积技术,在NiTi记忆合金表面沉积了TiAlBN和TiAlCrFeSiBN多元膜和TiN薄膜,研究了薄膜成份及沉积工艺对NiTi合金性能和组织的影响.结果表明,在NiTi合金表面沉积TiAlBN和TiAlCrFeSiBN多元膜和TiN薄膜均可降低合金在Hank溶液中的Ni溶出速率,其中多元膜的Ni溶出速率最小;提高偏压对沉积了TiAlBN多元膜的NiTi合金的Ni溶出速率无明显影响,但使沉积了TiAlCrFeSiBN膜的NiTi合金的Ni溶出速率降低.在TiAlBN和TiAlCrFeSiBN多元膜表面存在较多细小的钛滴和孔隙,钛滴与薄膜基体之间的融合良好;在TiN薄膜表面存在一些大钛滴和孔隙,钛滴与薄膜基体之间的融合不好.镀膜后,NiTi基体的加热相变点移向低温区,其幅度与薄膜成份及沉积工艺有关,提高偏压使沉积了两种多元膜的NiTi基体的相变点移动幅度增大,但却使沉积了TiN膜的NiTi基体的相变点的移动幅度减小.镀膜过程均使NiTi中的M体尺寸增大.     

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.     

TiNi形状记忆合金的滑动摩擦噪声特性研究

利用销-盘磨损试验机以及振动加速度传感器和精密声级计,研究了TiNi形状记忆合金在不同相结构下的滑动摩擦噪声特性.结果表明:由于磨损造成摩擦表面形貌恶化,使摩擦力值增大,且波动剧烈,急剧变化的摩擦力对摩擦系统不断输入能量,引起系统产生自激振动,向环境中辐射噪声.母相时,TiNi合金阻尼性能相对马氏体较低,只能通过良好的耐磨性而保持磨损面形貌恶化速度较慢,从而延缓摩擦啸叫的产生;母相/马氏体相共存时,合金有很高的阻尼性能,具有很好的减振降噪性能;马氏体态时由于TiNi合金销试样接触刚度下降,导致系统失稳,产生激振,引发高频噪声.     

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。     

Cu元素对TiNiNb合金阻尼性能的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了不同原子百分比含量Cu元素(5%,15%,25%)取代Ni对TiNiNb合金马氏体相变温度的影响,并利用单悬臂法(动态机械分析仪)测试了这3种合金的阻尼性能.结果表明,Cu元素对TiNiNb合金相变过程没有明显的影响,在试验温度范围内,合金经历了一阶段的热弹性马氏体相变;Cu含量的增多促进了该合金相变温度的增加,使得相变主要发生在80℃～98℃之间(加热过程);在马氏体相区,Cu含量高,材料的阻尼性能越好.     

真空电阻炉退火温度对电子设备用Ti-51Ni记忆合金相变和形状行为的影响

选择电子设备用Ti-51Ni形状记忆合金作为测试材料,分析不同退火条件下Ti-51Ni合金形成的显微结构、相变特征及其超弹性变化情况。研究结果表明:在退火态Ti-51Ni合金中包含了r相以及马氏体m相。较低退火温度下合金中形成了具有纤维特征组织,较高退火温度下在合金中存在众多的尺寸较小的等轴晶结构。合金中的马氏体组织发生正、逆相变过程的峰值温度先上升后下降,合金中的r相组织发生正、逆相变过程的峰值温度单调下降。为了提高Ti-51Ni合金的力学强度,应在300～400℃范围内对其进行退火处理;如果需要提高Ti-51Ni合金的塑性,需将退火温度设定在500～600℃之间。随着温度继续上升接近马氏体的相变温度时,MR发生快速减小,从而引起逆马氏体相变的过程。当退火温度上升后,残余应发生了先减小后增大的现象。     

Mg/NiTi复合材料的制备及阻尼性能

采用Mg粉的无压熔渗法制备Mg/NiTi复合材料以提高多孔NiTi合金的强度和阻尼性能。通过OM、SEM、EDS和XRD分析Mg/NiTi复合材料的显微组织结构,采用压缩实验分析其抗压强度、吸能能力,采用热机械分析仪分析其内耗和存储模量。结果表明:经Mg粉无压熔渗后,多孔NiTi合金的孔隙被Mg填充,其孔隙率由原来的50.38%下降至5.6%,且Mg与NiTi合金的界面结合良好。多孔NiTi合金主要由B2奥氏体相和B19'马氏体相及少量Ni₃Ti相和NiTi₂相组成;Mg/NiTi复合材料除增加了熔渗的Mg相外,还新生成了Mg₂Ni相。Mg的渗入未改变多孔NiTi合金相变行为,但提高了相变温度。Mg/NiTi复合材料的抗压强度可达554 MPa,较多孔NiTi合金提高了61%,压缩断裂方式也由多孔NiTi合金的孔壁崩塌断裂转变为Mg/NiTi复合材料的剪切断裂。Mg/NiTi复合材料的吸能较多孔NiTi合金有大幅提高。同时,Mg/NiTi复合材料的内耗值有所增加,而存储模量大幅提高,整体呈现出更佳的阻尼性能。      

Ni-Fe-Ga磁致形状记忆合金的马氏体相变和晶体结构的研究

使用DSC、XRD、SEM和TEM等分析测试手段,对Ni50+xFe25-xGa25(x=3,4.5,6)合金的马氏体相变温度、精细显微结构以及复杂马氏体晶体结构进行了系统研究。结果表明,Ni50+xFe25-xGa25合金的马氏体相变温度Tm随Ni含量增加而升高。Ni56Fe19Ga25合金的马氏体板条非常清晰细密,且存在着多种不同取向的变体;该种合金由6M+14M混合马氏体和γ相组成。Ni56Fe19Ga25合金既具有适合实际应用的马氏体相变温度,又具有有利于磁致应变的晶体结构。     

NiTi形状记忆合金中异常的多步马氏体相变研究

马氏体相变是NiTi记忆合金具有优良形状记忆效应和超弹性的本质原因.通常,NiTi合金是以一步(B2-B19')或者两步(B2-R-B19')来完成马氏体相变.但在某些条件下,NiTi合金会展现出异常的多步马氏体相变行为.综述了NiTi合金中各种类型的多步马氏体相变行为,并给出了它们出现的条件以及形成的机理.富镍的NiTi记忆合金在中温(400～500℃)时效时会出现三步马氏体相(B2-R-B19'和B2-B19'组成),这是由于NhTi3相在晶界处优先析出所造成的.而在低温(200～300℃)时效时,出现的两步B2-R和一步R-B19'的异常马氏体相变则是由于B2相基体中晶界和晶内的成分不均匀,而这种不均匀性又是由于Ni4Ti3相在晶界处的优先析出所导致的.     

热处理对Ni47Ti44Nb9记忆合金相变温度的影响

研究了热处理对Ni47Ti44Nb9记忆合金相变温度的影响,利用示差扫描量热分析仪(DSC)和电阻-温度测量仪等实验手段观察和分析了记忆合金不同热处理后的马氏体相变温度变化.Ni47Ti44Nb9合金马氏体相变温度主要是由成分决定的,然而退火温度和冷却速度也影响Ni47Ti44Nb9合金的马氏体相变温度,退火温度越高,冷却速度越大,相变温度就越高.     

芯轴式摩擦支撑滞回能量耗散模型及热效应影响参数研究EI北大核心CSCD

针对所提出的芯轴式摩擦支撑的构造特点,建立了滑动摩擦动热转换的滞回能量耗散模型,研究了摩擦生热对芯轴式摩擦支撑性能的影响,分析了初始摩擦力、摩擦片厚度、摩擦芯轴比热容和摩擦系数等因素对芯轴式摩擦支撑的力学性能和温度场的影响规律,给出了摩擦支撑在摩擦生热影响下的摩擦力增长值理论计算公式,并通过数值分析结果进行了验证。分析结果表明芯轴式摩擦支撑在摩擦过程中温度不断上升,高温区主要集中在摩擦芯轴和摩擦片的摩擦接触面上,并且随着摩擦片厚度、初始摩擦力和摩擦系数的增加,摩擦热效应越明显,随着材料比热容的增加,摩擦热效应下降。     

高温形状记忆合金Ni54Mn25Ga21相变及其形状记忆效应的研究

主要研究了马氏体相变温度Ms高于居里温度Tc的Ni54Mn25Ga21合金的相变及其单晶的形状记忆效应.采用真空电弧炉熔炼,然后用磁悬浮区熔晶体生长炉进行Ni54Mn25Ga21合金的单晶生长,成功制备了Ni54Mn25Ga21单晶.对多晶粉末样品进行了原位X射线衍射变温分析,结果表明Ni54Mn25Ga21合金具有可恢复的热弹性马氏体相变性能.对Ni54Mn25Ga21单晶进行的形状记忆效应实验结果表明,当总预应变不超过6%时,压缩变形后残留的应变可在随后的加热过程中完全回复.     

医用多孔NiTi合金微波烧结的初步探讨

以镍粉和氢化钛粉为原料,经混粉、压坯后,在850～1100℃微波烧结10～30min获得多孔NiTi合金。利用阿基米德排水法、OM、SEM、EDS和XRD分别对多孔NiTi合金的孔隙率、表面形貌、成分和相组成进行了系统的分析。结果表明,微波烧结制备的多孔NiTi合金主要由B2型的NiTi相和少量Ni3Ti、Ti2Ni杂质相组成;随着烧结温度的升高,NiTi相增加而杂质相减少;多孔NiTi合金的孔隙率为30%～35.5%,孔径为20～60μm,随着烧结温度的升高,孔隙率在950℃之前变化不大,1000℃时获得最大值,之后逐渐下降;微波烧结的保温时间对合金相组成和孔隙率影响不大。     

Ni52 Mn23Ga24.5 Sm0.5合金的马氏体相变和磁致伸缩性能

研究了多晶Ni52 Mn23 Ga24．合金添加微量的稀土元素Sm后，对合金的马氏体相变和磁致伸缩性能的影响。结果发现，微量稀土元素Sm的掺入，降低了合金的马氏体相变温度和居里温度，但并未改变合金的晶体结构，同时由于晶粒细化作用，使合金室温时的磁致应变性能下降。