微量硼对 CuZnAl 形状记忆合金性能的影响

采用电阻法、定量金相、拉伸试验和扫描电镜等方法,研究了微量硼对 CuZnAl 合金晶粒尺寸、晶粒生长动力学、马氏体相变温度、记忆性能和力学性能的影响。研究发现,微量硼可有效地细化 CuZnAl 合金的晶粒,显著改善合金的力学性能,同时保持合金的优良记忆性能。硼是降低CuZnAl 合金相变温度的元素,但微量硼的作用其小。讨论了晶粒细化机制以及力学性能提高的原因。     

CuZnAl形状记忆合金马氏体相中非基面层错的研究

利用透射电子显微镜精确地测定了ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金马氏体相中（１２８）１８Ｒ非基面层错的层错面为（１３７）。一种新的非基面层错被确定为（１３１）１８Ｒ，其位移矢量为１／２（１０１）。     

Ti＋B复合细化对CuZnAl形状记忆合金的影响

ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金中复合加入Ｔｉ＋Ｂ能够显著地细化晶粒，降低了马氏体相变滞后宽度，使马工体不易稳定性，同时合金具有良好的形状记忆效应，合金经过Ｔｉ＋Ｂ复合细化后，提高了合金的综合机械性能，显著地改善了合金的冷加工性能，单独加入Ｔｉ细化的合金马氏体有稳定化的倾向。     

合金调幅分解与有序化共存的图形热力学分析

经典固溶体理论认的调幅分解与有序化两种失稳模式不可能在同一合金系中同时出现，但许多合金中都发现了这一现象。本文通过构造的多种热力学图形，直观地解释了共存现象，从理论上证实了调幅分解与有序化共存反应的可能性。     

形状记忆合金相变过程中马氏体含量的表征

形状记忆合金一维热力学本构关系中最重要的部分就是马氏体含量ζ的表征。在近年来应用较多的，以Ｔａｎａｋａ，Ｌｉａｎｇ，Ｂｒｉｎｓｏｎ为代表的三种ζ模型的基础上，提出了一个线性的ζ模型，这个模型与试验吻合性较好，并与Ｌｉａｎｇ等人的模型进行了比较、预测精度相差无几，而本模型却很简单。     

CuZnAl合金在热循环和时效过程中的记忆衰减

本文研究了Ｃｕ－２ｌ．０４Ｚｎ－５．５９Ａｌ（ｗｔ％）合金在热循环和时效条件下，双程形状记忆性能的衰减。结果表明：双程记忆衰减的出现，可以看作是由可回复与不可回复的两部分组成的。可回复的部分是通过在母相状态下某一温度的过热来促使已稳定化的马氏体重新激活，或者是由于重新训练而使之回复；不可回复的部分是由于马氏体中产生了稳定缺陷，或者有新相析出而引起的。     

双环戊二烯聚合反应热力学和动力学研究

研究了ＤＣＰＤ－ＷＯＣｌ４－ＡｌＥｔ３体系前阶段的反应动力学，采用ＧＣ法分析了不同反应条件下的动力学数据，发现ｌｇ（［ＤＣＰＤ］０／［ＤＣＰＤ］）￣ｔ存在线性关系，说明该体系在前段的聚合反应为一链式反应符合二级反应模型。同时还对该体系聚合反应热力学也进行了研究；对聚合反应的ΔＨｐ、ΔＳｐ、ΔＧｐ进行了讨论。     

化学气相沉积碳化钛的热力学和动力学研究

对采用ＴｉＣｌ４－ＣＨ４－Ｈ２反应体系化学气相沉积碳化钛的反应热力学和成核热力学因素进行了分析，并在实验的基础上研究了不同沉积温度下化学气相沉积ＴｉＣ过程的动力学特征，以及在不同的动力学控制机制下气相过饱和度的成核过程对ＴｉＣ涂层的析出形态的影响。在沉积过程中，气相过饱和度和动力学控制机制是控制沉积物的成核过程和析出形态的决定因素。     

钛金属熔融Na_2B_4O_7硼化:热力学和动力学过程

以无水硼砂为硼化剂在金属钛表面进行硼化,通过XRD分析样品表面的物相组成。结果表明,当温度为900℃时,钛金属表面主要生成Na0.23TiO,基本没有硼化物生成;当温度升高到950℃时,钛金属表面只生成少量的硼化物;而当温度高于950℃时,钛金属表面有明显的硼化物生成。随着温度的升高,硼化物种TiB2的量增多,而TiB量减少。热力学分析表明,随着温度的升高,生成TiB2和TiB的趋势应该降低,这与实验结果相矛盾。根据Sar-ma的B原子在金属钛中的扩散动力学,由于低温时B原子在TiB中的扩散速度大于其在TiB2和Ti中的扩散速度,故能同时生成TiB2和TiB;而高温时由于B在Ti中的扩散速度大于其在TiB中的扩散速度,主要生成TiB2,而TiB的生成受到抑制。     

硬质合金相图热力学和扩散动力学数据库及其应用

硬质合金是由难熔金属化合物和粘结相通过粉末冶金工艺制成的材料,它具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。介绍了包含C-Co-Cr-W-Ta-Ti-Nb-N等元素的硬质合金热力学和动力学数据库。简述了热力学数据库中的热力学模型和优化计算,并以C-Cr-Ta三元系为例介绍了热力学优化计算的方法和步骤。所建立的硬质合金动力学数据库包含液相和fcc相不同元素的原子迁移参数。利用修正的Sutherland方程对液相的原子迁移参数进行了评估,而fcc相原子迁移参数是基于对实验测定数据和文献数据的评估获得的。利用建立的硬质合金热力学和动力学数据库,可以计算多元系的相平衡、获取不同相的热力学性质和溶解度信息、模拟合金中元素和相的分布等。该数据库可用于设计合金成分和烧结温度、预测元素含量及烧结气氛等对梯度硬质合金形成的影响、优化合金烧结工艺等。最后指出相图热力学和扩散动力学数据库及热物性数据库结合相场、有限元方法,定量描述硬质合金结构-性能的关系是今后的发展趋势。     

形状记忆合金驱动导管机器人的动力学仿真研究

研究了由骨架弹簧和形状记忆合金(SMA)螺旋弹簧组成的柔性导管机器人的动态特性。基于导管力学模型、SMA的本构和传热方程,系统地提出了一套完整的建模方法。由于SMA具有滞回和饱和等强非线性属性,传统的比例积分微分(PID)控制方法用于导管机器人中很难获得精确的控制效果,因此针对性地设计了参数自整定模糊PID控制器。仿真结果验证了模型的正确性,并显示出模糊PID对这种结构具有良好的控制效果。这种建模和控制方法,为单个SMA弹簧驱动导管机器人的实际应用和多驱动器的导管机器人的控制研究奠定了基础。     

三维约束下的形状记忆合金相变动力学模拟

依据马氏体含量－温度－应力关系,建立了三维约束下形状记忆合金颗粒相变动力学模型。利用这一模型,根据假设的复合材料中的形状记忆合金颗粒所受的应力状态,可对其相变DSC曲线进行数值模拟,为记忆合金所处的实际应力状态分析提供参考依据。     

热机械训练过程中Fe-Mn-Si系形状记忆合金的组织演变

采用金相、XRD、SEM和TEM等对Fe-Mn-Si系形状记忆合金在热机械训练过程中组织的演变进行研究。结果表明:热机械训练是应力诱发γ→ε马氏体相变及其逆相变过程的重复。训练前的组织中几乎不存在马氏体,训练后合金中应力诱发的ε马氏体分布比较均匀,相互平行,交叉现象较少。同时,晶体中的马氏体呈现ε马氏体区域择优取向,过多(5次以上)训练后,合金基体内部形成大量位错缠结。     

约束态相变中TiNi形状记忆合金的马氏体自拉伸过程

研究了约束态加热过程中产生的回复力对TiNi形状记忆合金剩余马氏体的影响．结果表明，产生的回复力使剩余马氏体发生了塑性变形，使逆相变温度升高，剩余马氏体分数和其逆相变温度之间存在特定的函数关系．但是，外部约束条件的变化对马氏体的自拉伸过程所造成的剩余马氏体分数与其逆相变温度之间的关系影响很小．     

形状记忆合金热力学经验本构模型的数值分析及修正

形状记忆合金本构模型的不断发展可以更精确地描述其特殊的热力学特性,具有重要的理论意义,但引入的参数越多,形式越复杂,不便于实际工程应用.经验本构模型是在金属材料线弹性本构模型基础上建立的,具有形式简洁、便于理解的优点,然而,如何利用经验本构模型进行数值分析,模型中的性能参数如何获得是应用中亟需解决的问题.为此,本研究给出了与应用条件一致的形状记忆合金性能参数测试方法及对数据的分析技巧,进而获得描述形状记忆合金特性的性能参数.以此为基础,利用经验本构模型对形状记忆合金在恒定载荷下的应变-温度关系、恒定温度下的应力-应变关系进行了分析,并与试验结果进行对比,对模型中存在的误差进行了修正,研究结果为形状记忆合金驱动器的设计提供了理论和试验依据.     

搅拌铸造法制备金属基复合材料的热力学和动力学机制

对搅拌铸造制备金属基复合材料中增强相粒子进入金属溶液的热力学和动力学机制进行了推导,得出了粒子进入金属溶液中外力做功与润湿角、粒子密度、熔体密度、粒径和表面张力的关系式,为采用搅拌铸造法制备金属基复合材料时制订工艺参数提供了理论依据.     

香草醛改性壳聚糖对镉离子的吸附热力学和动力学

研究了微波辐射条件下香草醛改性壳聚糖(V-CTS)对Cd2+离子的吸附性能,测定了吸附等温线和吸附动力学曲线。结果表明,该吸附剂对Cd2+离子的吸附行为符合Freundlich吸附等温式,在298～318K温度范围内,焓变ΔH=24.22kJ/mol,表明吸附是吸热过程。吸附动力学符合Lagergren二级吸附速率方程,反应活化能为25.58kJ/moL,表明V-CTS对金属离子的吸附由化学反应控制,而非扩散控制。吸附剂解吸再生循环使用4次后,镉离子的吸附容量仅减少18.9%,该吸附剂具有较好地再生使用性。     

金属基复合材料的热力学与动力学研究进展

首先介绍了材料热力学和动力学模型,然后介绍了采用材料热力学和动力学模型在复合材料增强相与基体界面反应控制、反应自生增强相种类选择、反应自生增强相尺寸调控、复合材料体系设计以及复合制备工艺优化等方面研究和应用,最后进行了总结和展望。     

用形状记忆合金控制转子振动的非线性动力学研究

考虑了形状记忆合金控制器作用力的软非线性,给出了具有形状记忆合金控制器和弹性支承转子系统的动力学方程。运用非线性动力学理论求出了系统在主共振时的二阶非线性近似解,运用运动稳定性理论求出了系统振幅跳跃区间表达式,通过对系统的解和跳跃区间的表达式的分析和讨论,得出了系统诸参数对系统动力学特性的影响,并通过仿真验证了理论结果;提出了用形状记忆合金控制器结合挤压油膜阻尼器降低系统在非定常状态下最大振幅的构想,并探讨了加装挤压油膜阻尼器后系统动力学特性的变化。