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铁基形状记忆合金的研究进展和展望 总被引:8,自引:0,他引:8
铁基形状记忆合金由于价格低廉强度高、加工性能好、使用方便等优点引起广泛重视。本文较详细论述了90年代以来国际上铁基形状记忆合金的研究进展和应用前景。 相似文献
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Ti-Ni-Hf记忆合金因具有高相变温度、相对低廉的价格和高输出功等诸多优点而成为最具潜力的高温形状记忆合金之一。然而,Ti-Ni-Hf记忆合金基体强度低,变形过程中易优先发生塑性变形,从而使其可实现的可恢复应变远低于理论值。目前改善应变恢复特性的措施主要包括:热机械处理(冷轧+退火)、合金化、时效处理、制备单晶合金等。研究表明,Ti-Ni-Hf合金的应变恢复特性与微观组织结构密切相关。本文主要阐述了Ti-Ni-Hf记忆合金在近年来的最新研究进展,包含微观组织结构的演化规律、马氏体相变行为以及力学性能和应变恢复特性,并基于前期研究成果建立了微观组织结构-马氏体相变-力学与应变恢复特性的关联特性。当前,Ti-Ni-Hf高温形状记忆合金冷、热加工性能差是其广泛应用的瓶颈。因此,Ti-Ni-Hf高温记忆合金的粉末冶金和增材制造可能是未来研究的热点与重点。 相似文献
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传统的气体压缩制冷技术已不能满足人类对环保节能的要求,新型制冷技术的开发近年来受到了越来越多的关注。与传统气体压缩制冷技术相比,固体制冷技术效率高、对环境友好,引起材料科学界的广泛关注。其原理是通过改变材料的外场环境,如磁场、电场或应力场,使材料的性质(结构、磁矩等)发生改变,从而产生各种热效应,即磁热效应、电热效应、机械热效应(弹热效应、压热效应)。研发具有高的热效应、宽的工作温度范围和性能稳定的室温固体制冷材料是提升固态制冷技术的关键。其中,利用形状记忆合金(SMAs)在单轴循环应力下诱发的弹热效应制冷是目前最有前景的固体制冷技术之一。弹热效应(Elastocaloric effect,eCE)是利用形状记忆合金马氏体相变过程中产生的潜热,在应力诱发马氏体相变和逆相变过程中,材料放出和吸收相变潜热,借助制冷循环装置即可实现固体制冷。在研究过程中,弹热制冷展现出很多优点,如大而可逆的绝热温变、简单的应力驱动方式、超宽的温度适用范围等。但现阶段发现的弹热材料也存在疲劳寿命短、滞后损耗大和应变分布不均匀等问题。2014年,美国能源部将弹热制冷列为17种替代气体压缩制冷的新技术之首,推荐为最有希望发展的固体制冷模式。近年来,科学家在室温附近诸多形状记忆合金的马氏体相变及其他材料的固态相变中测量出巨大的弹热效应,如Cu-Zn-Al、TiNi-(Cu)、Fe-Pd、Ni-Mn-Sn-(Cu)、Ni-Mn-In-Co等。衡量弹热效应大小的参数主要有绝热温变ΔTad和等温熵变ΔSiso,可以通过直接或间接的方法获得。利用形状记忆合金的应力-应变曲线和麦克斯韦方程可以计算材料的等温熵变ΔSiso,间接地表征弹热效应的大小。而鉴于弹热效应驱动方式简单,更简便的衡量方法是直接测量绝热温变ΔTad,即使用精密的测温设备测量材料相变前后的温度。这种方法不仅可以表征弹热效应的大小,还能了解其热效应产生过程中的细节,如弹热过程中材料温度变化的位置、趋势等。本文综述了传统记忆合金(Cu基、Ni-Ti基、Fe基)和新型铁磁性记忆合金(主要是Ni-Mn基)弹热效应的研究进展,分析了不同类型记忆合金在弹热制冷方面的优缺点,最后对弹热制冷材料的发展进行了展望。 相似文献
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TiNi基高温形状记忆合金的马氏体相变与形状记忆效应 总被引:2,自引:0,他引:2
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。 相似文献
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发展了新的估算 Cu-Zn-Al 合金热弹性马氏体相变临界驱动力方法。由测量合金的杨氏模量及估算马氏体内的储存能量(层错能),所得的临界驱动力数值与量热法测得热效应后换算的近似值非常接近。 相似文献
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以光学显微镜和透射电镜观察了Fe-28Mn-4Si合金的组织结构,并以弯曲法测定合金的形状记忆效应(SME)的大小,分析了多晶Fe-28Mn-4Si合金的组织结构及其与SME的关系,合金在室温下存在大量的层错和ε马氏体,ε马氏体这间及其与层错间呈现严重的交叉,以弯曲法测定了合金在Ms点以下和以上的SME,Ms以上无预存ε马氏体状态时所测得的SME远大于Ms以下有预存ε马氏体状态的SME,表明预存ε 相似文献
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本文综述了近年来有关高温形状记忆合金的最新研究进展。重点介绍了CuAlNi基,NiTi基及NiAl基三大系列高温形状记忆合金。概括了有关合金的设计,马氏体相变及形状记忆效应,显微结构特征,合金相稳定性及热处理效应,材料制备及生产加工工艺及性能等。 相似文献
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Co-Ni磁控形状记忆合金的相变及显微结构 总被引:4,自引:0,他引:4
Co基合金中存在从fcc到hcp的马氏体相变,其奥氏体-马氏体界面完全共格,层错能较低,马氏体相变的驱动力很小,易通过外磁场诱发a/6〈112〉Shockley不全位错的移动引起相变而产生对外的应变输出,是一种理想的磁控形状记忆候选材料。本文研究了Co-Ni合金的金相组织和透射电子显微结构,测定了一组Co-Ni合金的马氏体相变及其逆转变温度。研究表明:Co-Ni合金的马氏体组织呈有规则的条片状,马氏体相变温度随Ni含量的增加而降低,其母相中存在层错,母相的饱和磁化强度高达124Am2·kg-1,是典型磁控形状记忆材料Ni2MnGa的近两倍。 相似文献
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多孔NiTi形状记忆合金研究进展 总被引:2,自引:0,他引:2
评述了近10年来国内外在多孔NiTi形状记忆合金研究和应用方面的最新进展,主要内容包括:(1)近年来多孔镍钛(NiTi)形状记忆合金的发展、微观结构特点、力学性能和功能性;(2)当前制备多孔NiTi形状记忆合金的主要方法以及优缺点;(3)多孔NiTi形状记忆合金的相变和超弹性行为,以及与致密合金的比较.最后,简要介绍了多孔NiTi形状记忆合金在生物医学领域作为人体硬组织植入和修复材料,以及智能结构和阻尼器件等方面的研究和应用前景,探讨了今后多孔NiTi形状记忆合金的研究重点. 相似文献
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通过熔体抽拉技术制备Ni50.1Mn24.1Ga20.3Fe5.5多晶纤维,采用步进式热处理释放因快速凝固引起的内应力和缺陷,利用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、XRD衍射仪对其微结构和相结构进行表征,采用动态机械拉伸仪测试其相变行为和双程形状记忆性能。结果表明:热处理后原子有序度显著提高,孪晶界平直,在恒应力作用下一个热循环中母相和马氏体相的形状得到完全恢复。双程形状记忆曲线显示了热弹性马氏体相变的两个基本特征:可逆性和热滞性。在热循环实验中,纤维被加载到198 MPa时,其马氏体态总应变达到1.32%。根据热机械拉伸测量,发现相变温度遵循Clausius-Clapeyron关系式。与诸如Ti-Ni和Cu-Al-Ni的其他合金相比,Fe掺杂的纤维显示出较小的应变-应力依赖性,在恒应变输出的驱动中是有益的。 相似文献
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不同预应变量Fe-30Mn-6Si-5Cr形状记忆合金热机械训练效果研究 总被引:1,自引:1,他引:1
研究了几种不同预应变量Fe30Mn6Si5Cr合金经室温预应变-450℃回火6次训练SME的变化;结果表明训练效果对预应变量有明显的依赖关系,预应变量εp为1%左右时6次训练恢复率没有明显变化,而εp为3%~4%时,恢复率显著提高,最大形变恢复率分别达93%、78%,εp大于5.5%后,第6次训练恢复率开始下降。并用金相及X射线衍射研究了εp分别为3%、5.5%的合金训练过程中微结构的变化。 相似文献
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研究了热处理对Ni55.30Fe17.60Ga27.10磁致形状记忆合金组织和马氏体相变的影响.电弧态合金组织中马氏体板条模糊.在氩气保护,800℃保温4h缓慢冷却条件下热处理后,马氏体板条规整平直.DSC结果表明Ni55.30Fe17.60Ga27.10合金在加热/冷却时发生热弹性马氏体相变.热处理后Ms=43.24℃,Mf=36.72℃,As=46.84℃,Af=51.83℃.相比电弧态,热处理后合金Ms和Mf提高,As和Af降低,相变滞后减小.XRD结果证明热致马氏体为14M马氏体. 相似文献