反铁电陶瓷与形状记忆合金的集成及其驱动特性

采用物理气相沉积方法在RAINBOW结构的反铁电陶瓷上沉积了形状记忆合金膜.用扫描电镜对膜层进行分析显示,形状记忆合金膜与RAINBOW反铁电陶瓷的还原层形成了良好的结合界面.采用划痕法和热循环试验分别对其力学性能和热驱动性能进行测试表明,集成后元件的正向承载强度提高35%,形状记忆合金膜层可以提高元件的驱动能力.     

无铅压电陶瓷及其应用研究

随着社会可持续发展战略的实施和人们环境意识的加强,无铅压电陶瓷及其应用已成为了当前铁电压电材料及其应用研究的热点。本文根据近期国内外有关无铅压电陶瓷的发展,结合本课题组肖定全教授等近年在无铅压电陶瓷的研究,对无铅压电陶瓷的研究进展及应用现状进行了综述,重点介绍了BaTiO3基、Bi1／2Na1／2TiO3基、碱金属铌酸盐基、钨青铜结构和铋层状结构五大体系无铅压电陶瓷的性能、本课题组主要发明的无铅压电陶瓷体系以及BNT基无铅压电陶瓷在滤波器上的应用和发展前景。     

KNN-BT-BZ系无铅压电陶瓷的研究

采用传统电子陶瓷方法制备了(0.94-x)K0.49Na0.51NbO3-xBaTiO3-0.06BaZrO3(x=0～0.04mol,简称KNN-BT-BZ)体系无铅压电陶瓷,研究BaTiO3含量对该体系陶瓷的晶体结构与压电、介电性能的影响。结果表明:所研究组成范围内所有陶瓷样品均具有单一钙钛矿结构,随着BaTiO3含量x的增加,陶瓷的压电常数d33、平面机电耦合系数kp先增加后降低,机械品质因数Qm和介电常数εT33/ε0均增大,同时介电损耗tanδ减小。当x=0.03时,该组成陶瓷具有较好的压电性能:d33达322pC/N,kp为42%,Qm=193,εT33/ε0=423和tanδ=0.045。     

压电陶瓷泵研究

介绍一种利用压电陶瓷的逆压电效应实现的驱动装置－－电陶瓷泵。该 驱动能够实现精密输出控制，可以用于需要大负载、微量精密位移的应用场合。     

基于压电陶瓷的微粒控制技术研究进展

对压电陶瓷激发超声波对微粒控制技术的工作原理进行探讨。在生物医药方面，对流体的控制是关键技术，已有的结构多较为复杂且不易加工。为了使流体控制结构简单且容易集成和产业化，对压电陶瓷激发行波实现流体输运的技术进行了研究，并且对压电陶瓷激发行波的原理和驱动流体运动的机理进行了探讨。     

PYN对BS-PT压电陶瓷变温压电性能的影响

用前驱体法制备出了BS-x PT-y PYN(y=0.1,0.15,0.2,0.3)压电陶瓷。对压电陶瓷MPB处进行变温铁电、介温、变温应变等变温测试,重点分析其温度稳定性和弛豫性能。结果表明,各MPB组分都有良好的温度稳定性,在0.32BS-0.58PT-0.1PYN中,铁电性能随着温度升高而逐渐增强,其余3个组分基本保持不变;而随着PYN含量的增加,PT的减少,体系弛豫性逐渐增强。     

PZT压电陶瓷的应力腐蚀

使用单边缺口拉伸试样对PZT-5压电铁电陶瓷进行恒载荷下的应力腐蚀研究,介质分别为水、甲醇和甲酰胺,结果表明, PzT-5压电陶瓷在这三种介质中均会发生应力腐蚀开裂.归一化应力腐蚀门槛应力强度因子分别为KISCC/KIC=0.66(水),0.73(甲醇)和0.75(甲酰胺).其中断裂韧性:KIC=(1.34±0.25)MPa·m1/2.     

压电陶瓷表面化学镀Ni-W-P合金工艺研究

研究了镀液各组分和工艺条件对沉积速率、结合强度等的影响,并研究了镀层耐海水腐蚀性能和镀液稳定性,最终确定了合适的压电陶瓷化学镀Ni-W-P合金配方。     

压电陶瓷直线驱动器的设计与实验研究

提出一种新型的可直线运动的压电陶瓷驱动器.驱动器选用圆环形的压电陶瓷(PZT4),其外径10 mm,内径4.5 mm,厚0.8 mm,陶瓷表面均匀分成4个扇形电极区,以"正、正、负、负"沿厚度方向极化.该驱动器定子采用棒板结合式结构,一个中轴的两端分别连接了两个对称的圆形平板,圆板与中轴相互垂直.两片陶瓷分别粘接在定子的两圆形平板外侧,对定子激振形成两圆平板的交替式跨步直线运动.驱动器整体外径12 mm,长度10.6 mm.采用有限元方法对驱动器的运动模态进行了仿真,通过谐响应分析计算了驱动器在X向和Y向的振幅,分析了驱动器的运行原理.实验结果表明:驱动器最佳工作频率在13.15 kHz左右,驱动电压100 Vo-p时驱动器的最高运行速度为34 mm/s.该驱动器在小载荷、高精度精密定位等场合具有很好的实用化前景.     

Rainbow压电陶瓷的制备及其结构

Rainbow压电陶瓷具有内部应力偏移，兼有氧化层和还原层，并具有特殊的拱形结构。它在电场作用下具有很好的驱动特性，如特别大的轴向位移，并能承受比普通压电陶瓷更高的应力，是一种很有应用前景的驱动材料。通过实验研究，并结合理论探讨，详细论述了它的制备工艺及其组织结构。     

形状记忆合金的研究与应用

本文综述了形状记忆合金的发现历史、相变晶体学和热力学特性及当前的应用与研究的若干热点。     

TiNi合金的形状记忆效应及其工程应用研究进展

对TiNi合金形状记忆效应（SME）的特性、影响因素和工程应用的研究现状进行了综述。着重介绍了TiNi合金SME的特点及其工程意义,合金成分、热处理和加工工艺对SME的影响,以及TiNi合金在驱动器、连接器和紧固件制作,结构变形和开裂控制,结构振动主动控制等方面的应用,并就目前研究的不足以及该研究领域的发展方向提出了一些看法。     

自蔓延高温合成Ti—Ni—Nb形状记忆合金的产物组织

采用自蔓延高温合成（SHS）技术，进行Ti-Ni-Nb形状记忆合金（SMA）的燃烧合成试验，研究了粉末粒度，纯度和加热温度对热爆燃烧合成的产物组织的影响，结果表明：纯度高的粉末，粒度细的铌粉和粒度适中的钛粉，有利于获得密度高和（Ti,Nb)2Ni等杂相少的产物，当温度尚达到热爆温度时，只能发生常规反应烧结，当达到热爆温度时，热爆的产物内存在着基体相（Ti,Nb)Ni，杂相（Ti,Nb)2Ni和由β－Nb(Ti,Ni)与基体（Ti,Nb)Ni形成的共晶相，在较高的热爆温度下，共晶相基本消失，基体晶粒粗化。     

β钛合金在外科植入中的应用

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和Ｘ射线衍射仪研究了新型形状记忆合金Ｎｉ４７Ｔｉ４３Ｎｂ９Ａｌ１的相组成及其结构。结果表明，室温下该合金由具有Ｂ２结构的ＴｉＮｉ相和具有体心立方结构的β－Ｎｂ相组成；β－Ｎｂ相多呈椭球状分布于合金基体中，其尺寸在０．２～１．２μｍ之间。添加到合金中的铝在ＴｉＮｉ相和β－Ｎｂ相中的分布相差较大，铝主要固溶于β－Ｎｂ相。     

医用NiTi形状记忆合金表面改性

对NiTi形状记忆合金表面生物活性化处理及生物相容性的发展方向进行了综合评述。讨论了制备TiN保护层、TiO2氧化膜、HA涂层、多孔钛涂层的常用方法,对NiTi合金改性技术的发展方向进行了探讨,并指出在人体模拟溶液中的长期跟踪研究将是NiTi形状记忆合金的研究热点。     

热处理对Cu-Zn-Al形状记忆合金显微组织及回复率的影响

制备了Cu-27Zn-4.6Al(质量百分数)形状记忆合金,采用不同的工艺参数进行热处理.通过显微组织观察、XRD物相分析、形状回复率测试等对不同热处理后的样品进行了分析研究.结果显示,在850℃固溶淬火后出现板条较细小、界面平直清晰的典型马氏体组织;随着固溶温度的升高,合金的晶粒逐渐变大,形状回复率先增大后减小,850℃时达到最大.     

NbC对FeMnSiCrNi合金组织与记忆性能的影响

配制了5种不同Nb，C含量的Fel4Mn5Si9Cr5Ni形状记忆合金，测量了不同温度和不同时间条件下固溶-时效处理的合金记忆性能，采用透射电镜和原子力显微镜观察了合金的显微组织。结果表明NbC的析出对合金的形状记忆性能有明显影响，经1200℃，10h固溶处理后的Fel4Mn5Si9Cr5Ni0．5Nb合金，经800℃，6h时效获得了最好的形状记忆性能，且优于无铌Fel4Mn5Si9Cr5M合金经热机械循环训练的记忆性能指标。显微观察表明经过高温固溶．中温时效处理后的该合金中NbC粒子在合金基体时效析出，有利于合金应力诱发细小马氏体核心的形成。     

Ni含量和热处理对Ti-Ni形状记忆合金相变和形变行为的影响

用示差扫描量热仪和拉伸试验对比研究了不同温度退火态Ti50.5，Ni49.5、Ti49.8Ni50.2和Ti49.4Ni50.6合金的相变特性和形变行为。中温退火态Ti50.5Ni49.5和Ti49.8Ni50.2合金冷却／加热时的相变类型为A→R→M／M→A（A—母相，R—R相，M—马氏体），Ti49.4Ni50.6合金的相变类型为A→R→M／M→R→A。随Ni含量增加，Ti—Ni合金的相变温度降低，相变热滞增加。随退火温度Tn升高，这3种合金的马氏体相变温度升高，热滞减小；Ti50.5Ni49.5合金的R相相变温度TR恒定不变；Ti49.8Ni50.2和Ti49.4Ni50.6合金的TR先升高后降低。室温下，Ti50.5Ni49.5合金呈现形状记忆效应，Ti49.4Ni50.6合金呈现超弹性，Ti49.8Ni50.2合金呈现形状记忆效应＋超弹性。近等原子比和富镍Ti—Ni合金的形状记忆特性优于贫镍合金。随Ta升高，三合金拉伸曲线的平台应力减小；Ti49.4Ni50.6超弹性合金的滞弹性面积增大，阻尼性增强，能量储存密度和储存效率减小。Ta=673～773K时，Ti—Ni合金的形状记忆特性良好，Ta超过823K后，该特性变差。     

Shape Memory Behavior of [111]-Oriented NiTi Single Crystals After Stress-Assisted Aging

The shape memory behavior of [111]-oriented Ni_(51)Ti_(49) (at.%) single crystals was investigated after stressassisted aging at 500 °C for 1.5 h under a compressive stress of-150 MPa.It was found that a single family of Ni_4Ti_3 precipitates with two crystallographically equivalent variants was formed after aging under compressive stress.Stressassisted aging resulted in tensile two-way shape memory effect strain of 1.56% under-5 MPa.Thermal cycling under-600 MPa resulted in a transformation strain of-2.15%,while the subsequent thermal cycling under-5 MPa resulted in a tensile two-way shape memory effect strain of 2.2%.     

形变对Ti-Ni-Hf高温记忆合金相变及双程形状记忆效应的影响

采用微分扫描式量热法(DSC)、拉伸试验和弯曲试验研究了形变对Ti36Ni49Hf15高温形状记忆合金相变及双程形状记忆效应的影响.结果表明,形变不影响合金的相变顺序.在马氏体状态下变形时,随形变量的增加,Ti36Ni49Hf15合金的马氏体相变温度略有下降,逆马氏体相变温度上升.当形变量一定时,合金在马氏体状态下不同温度变形,对合金的相变温度没有显著影响.Ti36Ni49Hf15高温记忆合金在马氏体状态下直接变形可以产生双程形状记忆效应,其双程可逆应变量随形变量的增加而增加.在随后的热循环过程中,合金的双程形状记忆效应在最初的几次循环过程中迅速下降,而后随循环次数的增加趋于稳定.