TiNi基高温形状记忆合金的马氏体相变与形状记忆效应

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。     

TiNi基形状记忆合金薄膜研究进展

TiNi基形状记忆合金薄膜除具有和体材料相同的形状记忆特性外,还因表面积大、散热能力好,改善了体材料响应速度较慢的缺点,在微电子机械系统领域是一种具有广阔应用前景的材料.综述了近年来TiNi基形状记忆合金薄膜研究现状,并对其应用进行了评述.     

钽对(Ni51Ti49)1-xTax和Ni50Ti50-yTay形状记忆合金相变行为的影响

向TiNi形状记忆合金中添加第三或第四组元是改变它们相变特性的有效途径.人们发现,添加Co、Fe、Cr等能降低TiNi基形状记忆合金马氏体转变温度,而添加Hf、Pd能提高TiNi基形状记忆合金马氏体转变温度;此外,添加铜能降低TiNi基形状记忆合金的相变滞后宽度,而添加铌则增大TiNi基形状记忆合金的相变滞后宽度.     

TiNi形状记忆合金连接技术的研究进展

TiNi形状记忆合金具有很多优异性能,在航空航天、原子能、海洋开发、仪器仪表以及医疗器械等领域具有广阔的应用前景,而TiNi形状记忆合金的连接技术是其实用化的关键技术之一.综述了TiNi形状记忆合金连接技术的发展现状,重点评述了TiNi形状记忆合金激光焊、固相焊和钎焊的研究状况,指出了需要深入研究的问题.     

TiNi基形状记忆合金的辐照效应

材料辐照效应是入射粒子与物质交互作用造成的物质微观组织结构与宏观性能的变化。辐照效应不仅是改善材料表面性能的重要手段,而且也是特殊环境应用材料可靠性评价的重要组成部分。TiNi基形状记忆合金是一种重要的金属智能材料,具有独特的形状记忆效应和超弹性,已在卫星、空间站等航天器以及生物医学中广泛应用。本文阐述了Ti-Ni基形状记忆合金在空间粒子(质子、电子)以及离子辐照改性的研究进展,辐照效应会对TiNi合金的微观组织结构产生影响,进而改变合金的相变行为和力学行为。然而目前关于TiNi基合金的辐照效应的研究仍处于起步阶段,组织结构和相变行为的变化规律和机理还未研究清楚,有关形状记忆效应的研究较少,仍需深入研究辐照参数、组织结构、相变行为和功能特性之间的内在联系。     

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。     

TiNi基形状记忆合金的疲劳行为研究现状

疲劳性能是评价形状记忆合金优劣的重要指标之一.对TiNi基形状记忆合金的疲劳概念进行了延伸,详尽介绍了旋转弯曲疲劳法(Bending rotation fatigue)测试形状记忆合金的疲劳性能,总结了记忆效应疲劳和超弹性疲劳的机理和研究现状.此外,指出了现阶段形状记忆合金疲劳行为研究存在的不足.     

形状记忆合金驱动的微执行器

以TiNi基为代表的形状记忆合金（SMA）具有做功密度大、可恢复应变应力大、驱动电压低、良好生物相容性等优点，在微执行器领域具有极为广阔应用前景。本文主要总结了TiNi基SMA丝、薄带、薄膜在微执行器方面的国内外研究应用现状，并对目前SMA在微驱动领域应用所存在的问题及其未来的发展趋势进行了分析讨论。     

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.     

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.     

Recent development of TiNi-based shape memory alloys

Recent developments in China on TiNi-based shape memory alloys (SMAs), including TiNi binary SMAs, TiNiNb wide hysteresis SMAs, TiNiCu narrow hysteresis SMAs, TiNiHf high temperature SMAs and TiNiRE SMAs were concisely reviewed. The damping characteristics and corresponding mechanisms of TiNi and TiNiNb alloys were described and discussed. Some surface modifications of TiNi binary alloys were employed to improve the corrosion resistance and the biocompatibility, which are very useful for the medical applications. Shape memory effect and mechanical properties of TiNiHf alloys were enhanced by aging Ni-rich TiNiHf alloys, while the Ms still remain enough high. The authors found that the addition of RE to TiNi alloys increases the phase transformation temperatures and even changes the transformation sequence. Fundamental research on the TiNi-based alloys is still in the ascendant, leading to increasingly extending of the applications.     

形状记忆合金的研究进展

形状记忆合金作为一种新型功能材料越来越受到人们的重视,并且在微型智能驱动系统中得到成功应用。从工程应用角度出发,依据材料的实际应用温度,分别概述了对高温和低温两种形状记忆合金的最新研究进展,并展望了其前景。     

SMAs复合材料层板大变形分析计算

在复合材料层板结构中铺设形状记忆合金丝,利用形状记忆合金弹性模量随相变状态的不同变化,受限回复时可以产生很大的回复力的特点,除改善和增强复合材料层板本身性能外,还能使复合材料层板产生弯曲,扭转等形状变化。如何正确有效地计算其力学特性,是复合材料层板形状控制以及设计和应用形状记忆合金复合材料智能结构的基础。本文在复合材料层板的有限元分析中考虑形状记忆合金丝的热力学特性以及大变形回复的影响,并通过实验进行分析和对比,得到一些有意义的结论。      

形状记忆合金马氏体相变动力学模型

基于马氏体体积分数对温度偏微分与自由能差对温度偏微分呈线性关系的事实, 提出一种新的马氏体相变动力学模型, 通过与其它马氏体相变动力学模型比较, 并应用于复合材料模型中, 表明本模型与实验结果十分吻合。      

造孔剂法制备孔隙率可控的多孔镍钛合金

用常规粉末冶金烧结法结合造孔剂技术制备了多孔镍钛形状记忆合金.研究结果表明,孔隙特征主要取决于所用造孔剂的尺寸和形貌,而孔隙率可以通过加入造孔剂的含量来调控;所制备合金的主要成分是B2相和B19'相的NiTi,在经高温固溶处理后仍有极少量的Ti2Ni,Ni3Ti和Ni4Ti3等杂质相存在,而且合金杂质相的含量随造孔剂加入量的增加而相应提高.对合金的相变热分析表明,在从高温降至低温过程中多孔镍钛发生特殊的三阶段相变,这主要是由合金成分和相组成在晶界的不均匀造成的.最后,研究表明相变对多孔镍钛合金的阻尼性能(内耗)有独特的影响,而孔隙率对阻尼的影响则不明显.     

Computing dynamics of copper-based SMA via centre manifold reduction of 3D models

In this work, we present a reduction procedure for 3D models describing phase transformations in copper-based shape memory alloys (SMAs) and develop a robust numerical algorithm for the computational analysis of thin single-crystal slabs of these alloys. Starting from a general Landau-type 3D model for the SMA dynamics we have developed a new mathematical “slow manifold” model that allows us to describe effectively the main features of the thermomechanical behaviour of CuAlNi alloys. Results of the mathematical modelling of the thermomechanical fields in CuAlNi SMAs are discussed with numerical examples.