TiNi合金形状记忆和超弹性特性的应用

在钛合金中,Ti和Ni的原子比各50%的合金称为TiNi合金,它是具有形状记忆和超弹性特性的合金,已开发了许多用途的产品.TiNi的组成比稍作变动,其相变温度可在0～100 ℃附近自由变化.     

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.     

Si对Ti-Ni合金马氏体转变的影响

TiNi合金薄膜具有大的可变形量和强的形状记忆恢复力,是目前微型驱动器的候选材料.在TiNi合金溅射薄膜结晶化退火时(高于600℃),TiNi薄膜和Si载体的界面,将发生元素的互扩散,导致TiNi合金薄膜成分改变,并影响合金薄膜的强度及其形状记忆效应.为此,中国国立台湾材料科学与工程研究所开展了Ti(51)Ni(47)Si2形状记忆合金的研究.……     

以Ti,Ni薄膜为中间层的钛合金与高温合金低温扩散焊研究

采用磁控溅射技术在TA15钛合金表面沉积Ti薄膜,在DD6单晶高温合金表面沉积Ni薄膜,以Ti,Ni薄膜作为中间层进行低温扩散焊研究.通过X射线衍射分析发现Ti,Ni薄膜均为多晶体结构.采用AFM分析发现,沉积薄膜后,TA15钛合金和DD6单晶基片的表面粗糙度均有所降低.以Ti,Ni薄膜作为中间层在800℃/20MPa/2h规范下实现了TA15钛合金和DD6单晶高温合金的异种材料低温扩散连接.通过扫描电镜和能谱分析表明,Ti,Ni两元素均扩散至另一母材界面,整个接头呈现分层组织,主要为Ti2Ni和TiNi相.     

高阻尼TiNi合金

等原子比的TiNi合金除具有独特的形状记忆效应、超弹性效应和良好的耐磨耐蚀性外,还有着优异的阻尼性能,为当前几种最著名的高性能减振合金之一.用自蔓延高温合成(燃烧合成)法制备了孔洞发达、形状不规则、相对孔隙度50%左右的多孔TiNi合金.多孔体密度为3.15g/cm3,压缩强度270MPa,压缩变形率20%,压缩弹性模量2.5GPa.其阻尼性能比相同成分的致密TiNi合金提高了50%以上,对振动的衰减比致密TiNi合金高一个数量级.     

TiNi形状记忆合金约束态相变及驱动特性研究进展

TiNi形状记忆合金作为一种驱动材料具有广阔的应用前景，同时TiNi合金丝增强复合材料的研究和应用也得到人们的重视。TiNi合金的驱动能力与其约束条件下的相变行为有密切的关系。综述了不同约束态条件下TiNi形状记忆合金丝的马氏体相变特征及其驱动特性的研究进展。     

影响TiNi合金相变温度因素的探讨

TiNi合金的相变温度Af是影响合金组织和性能的重要参数,为此,针对TiNi合金制造生产过程中影响TiNi合金相变温度Af的3大因素:合金成分、塑性变形、记忆热处理进行了实验研究,结果表明:对Ti-xNi(x=49.9,50.0,50.1,at%)合金,在热处理制度为800℃,15 min+WQ,其Ni含量每增加0.1%,Af值约降低8℃;采用热加工生产TiNi记忆合金时,记忆热处理可不考虑材料加工经历,选择合适的处理制度,即可获得良好的记忆性能.     

TiNi合金表面轧制氧化膜激光清洗工艺研究

目的针对焊前去除TiNi合金表面致密氧化膜过程中,传统方法会造成环境污染的问题,运用激光清洗这一绿色清洗方法去除TiNi形状记忆合金表面轧制氧化膜,并对其清洗工艺进行研究。方法运用OM和XRD等分析测试手段对激光清洗后TiNi合金表面进行测试,研究激光清洗工艺对TiNi合金表面氧化膜及其组织的影响。结果激光清洗参数对激光清洗效率影响较大,扫描次数对TiNi合金激光清洗效率具有饱和性;激光清洗过后的TiNi合金表面仍存在一定含量的TiO,TiO_2,Ti_3O_5等氧化物。结论激光清洗可得到表面明亮且均匀的TiNi合金,但不能完全清除TiNi合金表面氧化膜。     

贮氢合金V3TiNi0.56Alx耐碱液腐蚀性能研究

钒基固溶体贮氢合金V3TiNi0.56由于其可逆吸放氢量大,作为镍氢电池负极材料有很大的应用前景.但合金的耐碱液腐蚀性能差,导致合金循环寿命短达不到应用要求.主要研究了合金元素Al对钒基固溶体贮氢合金耐碱液腐蚀的影响.测试V3TiNi0.56Alx合金电极的腐蚀电位、均匀腐蚀全浸试验过程中的质量损失率和组织变化,发现:V3TiNi0.56Alx合金中Al含量增加,腐蚀电位正移,腐蚀质量损失率减小,晶界的网状结构消失速度变慢,耐碱液腐蚀性能提高.     

退火对镀钽TiNi合金微观组织结构和血液相容性的影响

采用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射分析(XRD)研究了退火处理对TiNi合金钽镀层微观组织结构的影响,研究表明采用多弧离子镀在TiNi合金表面沉积得到了β-Ta镀层,经退火处理后,钽镀层的表面粗糙度增加,亚稳定的β-Ta相完全转变为稳定的α-Ta相.采用血小板粘附试验研究了退火对镀钽TiNi合金血液相容性的影响.发现经过退火处理后血小板粘附数量明显降低,血小板没有发生聚集和变形,只有少数长出了伪足,即血小板基本未被激活,说明退火改善了镀钽TiNi合金的血液相容性.     

TiNi形状记忆合金的工程应用研究现状和展望

综合评述了TiNi形状记忆合金的特性及其在工程结构方面的应用研究进展.着重介绍了TiNi合金形状记忆效应和超弹性的特点及其工程意义,论述了TiNi合金在用于制作驱动器、控制结构变形和开裂、结构振动主动和被动控制以及在耐磨损、抗冲击方面的应用研究现状,并就该研究领域的发展方向提出了一些建议.     

形状记忆钛合金在生物医用领域的研究进展

正钛及其合金具有优良的生物相容性、力学性能和抗腐蚀性能,使其适于作为生物医用材料使用。钛首次被引入医学领域可追溯到20世纪40年代;随后,有学者报道了利用纯钛来制造植入物器械。20世纪60年代Buehler等人发现了钛镍(TiNi)合金的形状记忆效应,此后,镍钛合金被广泛应用于生物医学领域的各个分支。20世纪70年代,Baker首次报道了β型钛合金在特定条件下的形状记忆效应,这一效应更加拓宽了钛合     

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.     

TiNi形状记忆合金低速冲击性能的数值模拟

采用有限元法数值模拟了TiNi形状记忆合金(SMA)的低速冲击性能。考察马氏体相变过程中不同伪弹性模量和弹性应变极限对TiNi合金低速冲击性能的影响。结果表明,随着冲击速度的增加,4种材料的最大接触载荷和位移量都呈线性增加趋势;冲击速度相同时,3种不同伪弹性模量TiNi合金试样的最大接触载荷和位移量近似相等且都低于45#钢,TiNi合金试样产生的最大Von Mises应力和最大塑性应变都低于45#钢;超弹性模量为2.9GPa的TiNi合金产生的最大Von Mises应力和最大塑性应变均最低。TiNi形状记忆合金较低的超弹性模量和较大的弹性应变极限能够减小冲击过程中的最大Von Mises应力,抑制高塑性应变的产生并使塑性变形区域减小,从而提高TiNi合金的抗冲击性能。     

人工食管用TiNi形状记忆合金的遗传毒性研究

针对人工食管用的TiNi形状记忆合金,实验研究了舍金的遗传毒性.用TiNi合金的加速降解方法模拟长期植入人体时的变化,并用小鼠骨髓嗜多染红细胞微核率试验对TiNi形状记忆合金的遗传毒性进行了评估.评估结果表明,TiNi形状记忆合金的遗传毒性呈阴性.具有良好的生物相容性的TiNi形状记忆合金可以作为人工食管的支撑材料.     

医用TiNi合金表面等离子体沉积梯度DLC膜及抗腐蚀性能

采用双放电腔MW-ECR等离子体源增强磁控溅射和沉积技术,在TiNi合金表面成功地镀制了梯度DLC膜.拉曼光谱分析表明实验获得的薄膜是典型的DLC膜,其结构受梯度层工艺影响.采用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌,结果显示其表面较为平整.在Troyde's模拟体液中的电化学腐蚀实验结果说明,梯度DLC膜显著地增强了TiNi合金基体的抗腐蚀能力.从示差扫描量热仪(DSC)结果看到表面改性没有明显影响TiNi合金基体的使用性能.     

基于TiNi合金的超弹性对其相关磨损机制的FEM研究

本文在重点考虑TiNi合金高弹性变形量的前提下，采用等向强化模型，对不锈钢和超弹TiNi合金在法向接触载荷作用下的六种模型进行了有限元(FEM)分析。结果表明：在相同载荷条件下，超弹TiNi合金产生的von Mises弹性应变要高于不锈钢，但其von Mises应力和塑性应变却恰恰相反，在同一载荷下该合金发生塑性变形的区域要小于不锈钢；此外，超弹TiNi合金发生塑性变形要比不锈钢困难，所需的临界载荷值随其最大弹性变形量(屈服点处的应变值)的增加而增加。最后，基于本文的有限元计算结果对超弹TiNi合金的蘑粒磨损和疲劳磨损机制进行了讨论。     

生物医用无Ni超弹性β钛形状记忆合金研究进展

概述了以TiNi合金和β钛合金为代表的生物医用金属材料的使用特性,包括生物相容性和生物力学适应性,介绍了形状记忆和超弹性TiNb基β钛合金医用材料的研究发展状况和最新进展,指出了生物医用钛合金应用技术的研究发展方向.开发不含Ni的低弹性模量、优异生物相容性和生物力学适应性的TiNb基形状记忆和超弹性β钛合金成为生物医用材料发展的一个重要方向.     

V3TiNi0.56Crx（x=0．1，0．3）贮氢合金耐碱液腐蚀性能研究

主要研究了V3TiNi0.56添加不同含量的合金元素cr后，合金耐碱液腐蚀性能的变化。通过对V3TiNi0.56Crx合金全浸试验过程的质量损失率、组织变化以及电极的腐蚀电位分析，表明：随着V3TiNi0.56Crx合金中cr含量增加，合金在碱液中腐蚀质量损失率减小，晶界的网状结构消失速度减缓，腐蚀电位正移，耐碱液腐蚀性能提高。     

新材料消息

航空用钛合金 58年第5期“金属工业”报导了适用于航空工业的三种溶液处理和时效状态的钛合金。这些合金不仅易于成型,而且强度高。现将三种合金的成份和性能简单介绍如下: B.120.VCA和以往钛合金的不同点是,它的结构实际上是β相。因而在溶液处理情况下可具有高度的成型性能,再经时效处理可以达