计及相变微结构演化的形状记忆合金本构描述

基于对NiTi形状记忆合金的实验观察及有限元分析,考虑两相间的应变不协调关系,采用应变修正法建立了计及片层状微结构的本构模型,本模型考虑了两相间的相互约束,及其约束随微结构演化的变化规律.研究了NiTi形状记忆合金微圆管在拉伸和扭转下的响应特性.计算结果与实验结果的对比表明所建本构模型较好地描述了伪弹性响应尤其是较好地描述了拉伸实验过程中的应力跌落现象.     

热处理对NiTi形状记忆合金冲蚀磨损性能的影响

采用自制浆罐式砂水冲蚀磨损试验装置研究了4种经不同条件热处理的NiTi合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的冲蚀磨损性能;采用XL-30型扫描电子显微镜观察试样的冲蚀磨损表面形貌;采用MH-6型显微硬度计测量NiTi合金硬度;采用自制拉伸装置测量NiTi合金的力学性能.结果表明:5种试样的冲蚀磨损量随着冲蚀时间、冲蚀速度、砂水比及砂粒度的增加而增大,4种NiTi合金的耐冲蚀性能相近,均明显优于1Cr18Ni9Ti不锈钢,其中试样NiTi-3和NiTi-1表现出较好的耐冲蚀性能;硬度并非NiTi合金冲蚀磨损性能的决定因素,超弹性和超塑性是NiTi合金具有较好耐冲蚀性的主要原因,热处理使得NiTi合金的超弹性变形量减小,但增加了NiTi合金的塑性变形量;合金丝磨损表面不同部位的磨损机理不同,中部为典型的变形磨损,侧面为微切削磨损,5种试样均表现为典型的韧性材料冲蚀磨损特征.     

SMA纤维复合材料梁振动半主动控制

分析了一类形状记忆合金(SMA)纤维混杂层合粱用于振动控制的动力学模型和作用机理．采用多胞模型、形状记忆合金一维本构关系分析方法，同时考虑横向剪切的影响，建立了层合梁的数学模型．半主动控制是通过改变受控结构的参数来减小结构振动的响应．根据开关控制原理确定可变刚度系统的控制律，进行SMA纤维混杂层合粱的半主动控制的数值仿真．结果表明，将半主动控制应用于梁的振动控制是一种有效的方法．     

内应力对Mn2NiGa铁磁形状记忆合金的结构、相变和磁性能的影响

通过施加压应力的方法,在铁磁形状记忆合金Mn₂NiGa中引入残留内应力,研究了内应力对 Mn₂NiGa材料的结构、相变和磁性能的影响.研究发现,加压过程使材料发生了塑性形变,在材料内部引入了大量的位错缺陷.卸载后保留的位错缺陷在材料中造成了残留的内应力,导致了马氏体相变温度大幅度提高, 使原本室温下的母相转变成了马氏体相.测量到导致样品转变成马氏体的阈值压应力为1.0 GPa.加压形成的马氏体中的残留内应力将矫顽力从低于50 Oe提高到350 Oe.残留内应力在730 K的热处理中由于位错缺陷的消失而得以消除,样品实现了马氏体逆相变.如此高的逆相变温度使得 Mn₂NiGa马氏体的居里温度测量成为可能,获得了530K的数值.     

Ni54Fe19Ga27单晶的形状记忆和超弹性

本文研究了单晶Ni₅₄Fe₁₉Ga₂₇不同方向的形状记忆效应、超弹性和磁性. 研究发现,单晶样品具有良好的双向形状记忆效应.不同晶体学方向的相变应变随着热循环次数的变化而改变. 在外应力作用下,通过应力诱发马氏体相变,样品在[001],[110],[111]方向分别产生了3.3%, 2% 和3%的可回复应变平台.磁性测量结果表明马氏体的磁晶各向异性能约为4.8× 10⁵ erg/cm³,远远小于变体孪生所需机械应力能,因此磁场的作用是使磁矩发生转动而不是使孪晶界移动, 成功揭示了不能在NiFeGa中获得大磁感生应变的物理根源.     

Cu对Ni50Mn36In14相变和磁性的影响

文章研究了Cu替代部分Ni对铁磁性形状记忆合金Ni₅₀Mn₃₆In₁₄相变和磁性的影响规律. 研究表明,在Ni_50-xCu_xMn₃₆In₁₄中,随着Cu含量的增加,相变温度逐渐降低. Cu含量低于5%时,奥氏体的磁性强于马氏体的磁性, 母相和马氏体相的饱和磁化强度的差值ΔM随着Cu含量的增加而增大. 当Cu含量x=4.5时, ΔM迅速增加到80 emu/g, 并在该材料中观察到了磁场驱动的马氏体到奥氏体的转变,显示了该材料作为磁驱动磁电阻材料的潜在应用前景.当Cu含量高于5%时,奥氏体保持铁磁状态, 马氏体相由反铁磁状态变为铁磁状态,马氏体的磁性强于奥氏体的磁性, ΔM大大削弱,磁场驱动性质消失.     

美国研制出“机器蝙蝠”微型飞行器

据《生命科学》杂志报道，这个“机器蝙蝠”只有手掌大小，拥有形状记忆合金的节状四肢以及用智能材料制作的“肌肉”，由北卡罗来纳州立大学的研究人员研制．它是用于侦察或者收集其他信息的绝好的微型飞行器．它不足6g，感觉像羽毛一样轻．     

Pressure effects on magnetic properties and martensitic transformation of Ni–Mn–Sn magnetic shape memory alloys

The mechanism for the effects of pressure on the magnetic properties and the martensitic transformation of Ni-Mn- Sn shape memory alloys is revealed by first-principles calculations. It is found that the total energy difference between paramagnetic and ferromagnetic austenite states plays an important role in the magnetic transition of Ni-Mn-Sn under pressure. The pressure increases the relative stability of the martensite with respect to the anstenite, leading to an increase of the martensitic transformation temperature. Moreover, the effects of pressure on the magnetic properties and the martensitic transformation are discussed based on the electronic structure.     

TiNi合金圆薄板的横向冲击特性实验

利用改装的霍普金森压杆装置对周边固支伪弹性TiNi合金圆薄板进行了冲击实验,初步得到了该结构在时空2个尺度上的动态力学响应的演变发展现象和规律,包括板中弯曲波的传播、相变区的演化和全场的离面位移等,并和A3钢做了对比。结果表明,由于圆板的二维扩散效应,冲击过程中仅在TiNi板中心很小区域(约5 mm)内形成相变区和相变铰,卸载后相变铰消失,钢试件则留下明显的残余变形。TiNi合金圆板的冲击特性受热弹性马氏体相变和逆相变的支配,不同于传统的弹塑性机制。     

激光光栅显微图像检测技术及其应用

介绍一种可以用来测量曲面试件表面应分量（εｚ,εθ,εｚθ）的激光光栅显微图像检测技术（ＩＧＭ）,它能实现从小应变到大应变全过程的高精度定量测量。我们将这一技术成功地应用在铁基形状记忆合金（ＦＳＭＡ）管接头的结构设计中,在这项研究中,首先在管接头结构表面制作了变形的载体－位相型干涉光栅,由结构表面产生的衍射光通宵我学系统后形成新的干涉光栅,我们利用数字图像系统接收了逆相变前后各自的干涉图像,采用带