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机敏复合材料中TiNi形状记忆合金约束态相变研究

智能材料的概念产生与二十世纪八十年代后期。形状记忆合金机敏复合材料一直是智能材料中的研究热点与重点之一,而形状记忆合金在基体材料约束态下相变行为的研究是应用与发展这类机敏材料的关键基础性问题。但是,这方面的研究仍然缺乏。本论文基于形状记忆合金机敏复合材料的应用特点,以近等原子比TiNi形状记忆合金为研究对象,采用电阻法,DSC,电阻应变仪,SEM和TEM等手段,对TiNi记忆合金在恒应变约束下的相变和力学行为及TiNi合金丝在水泥基体约束下的相变进行了系统研究,主要结论如下:采用DSC方法和回复应变的测量,对小预应变(<10%)TiNi形状记忆合金的相变及不完全相变行为进行了研究。结果表明,逆相变开始温度随预应变增加而增大,其原因是预应变造成马氏体再取向使弹性能降低,引起的塑性变形和晶粒间的约束提高了耗散能。晶粒的塑性变形及位错的引入是第二次逆相变开始温度低于未预应变时逆相变开始温度的主要原因。经不完全相变的样品由自适应马氏体和  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

TiNi形状记忆合金丝/AI基复合材料中TiNi合金约束态相变的研究

智能材料系统是八十年代末期提出的一个概念,此概念一经提出,立即引起了人们的浓厚兴趣。经过十多年的发展,智能材料系统的研究得到了较大的进步,并且形成了一个多学科交叉的全新的研究领域。形状记忆合金(SMAs)是智能材料系统中最重要的组元之一,具有感知驱动双重功能,可以用作传感器感知周围环境中应力、温度、电场、磁场等的变化,也可以用作驱动器改变智能材料系统的形状、位置、应变、刚度、自然频率和阻尼等性能。SMAs还可以很容易地制成带状、颗粒和丝,并复合到其他材料中形成复合材料。SMAs复合材料的研究属于材料系统智能化的基础研究之一。以往的工作中多以高分子材料作为机敏复合材料的基体,以金属为基体的研究起步较晚,而且目前金属基复合材料尚未具有基本的机敏行为,这是由于金属基机敏复合材料的研究中涉及到了几个关键的问题难以解决:1)NiTi合金与金属基体间绝缘膜的制备。2)复合材料的界面控制。3)复合材料中NiTi合金丝的约束相变特性。本文用热压...  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

《材料导报》2003年10期
材料导报

TiNi形状记忆合金约束态相变及驱动特性研究进展

O引言 由于具有形状记忆效应和相变伪弹性等特殊性能,形状记忆合金(SMAs)被认为在航空航天、建筑、生物医用和机电一体化等领域具有重要的潜在应用价值,而TINi合金具有优异的性能,是记忆合金家族中最重要也是应用最广泛的一种川。由于TINi形状记忆合金的驱动特性与约束态可逆马氏体相变密切相关,因此研究其在不同约束条件下的相变行为越来越受到学者的重视。在自由态下TINi合金的相变行为的研究已经取得了很多成果,但是并不能直接用来解释TINi合金的驱动性能。这主要由于TINi合金在作为驱动材料使用时往往受到周围结构的约束作用,并因此产生应力的增长,即所谓的回复力。在回复力的影响下TINi合金的相变变得更加复杂。近年来,我们对于预应变对马氏体相变行为的影响、约束态热循环过程中输出的应力一应变特性,以及复合在不同基体中的马氏体相变行为的研究也取得了一定的成果〔2一,2〕。本文综述了近年来在约束态下近等原子比TINi形状记忆合金的马氏体相变行...  (本文共4页) 阅读全文>>

《钛工业进展》2004年04期
钛工业进展

钎焊温度对TiNi形状记忆合金性能和组织的影响

1 前 言TiNi形状记忆合金是一种新型的功能材料。它具有特殊的形状记忆效应和超弹性 ,加之较高的抗腐蚀性和良好的生物兼容性 ,在航空航天、原子能、海洋开发、仪器仪表以及医疗等领域获得了重要的应用[1~ 3] 。任何新材料的成功应用不仅取决于其本身的性能 ,而且还依赖于二次加工 (焊接、机加等 )问题的解决。如果不能解决材料自身以及与其它材料的连接问题 ,其应用范围将受到很大的限制。所以焊接加工技术对新材料的推广应用起到极为重要的作用 ,是开发新材料走向实用的重要加工方法之一。然而 ,已有的研究结果表明 ,TiNi形状记忆合金性能与组织对温度和化学成分变化非常敏感 ,比一般材料难于焊接 ,是一种焊接性差的材料[4~ 6 ] 。TiNi形状记忆合金焊接时 ,除了要求没有缺陷和具有一定的力学性能外 ,还必须保证形状记忆功能达到所需要求。鉴于此因 ,钎焊无疑是TiNi形状记忆合金连接较为理想的方法[7] 。由于钎焊加热温度介于TiNi...  (本文共5页) 阅读全文>>

《摩擦学学报》2004年06期
摩擦学学报

耐磨TiNi形状记忆合金设计准则的有限元研究

机敏材料是具有传感和执行双重功能的功能材料[1],在航空航天、电子学、建筑学及医学等方面已经得到了应用.其中TiNi形状记忆合金(SMA)因具有可逆的马氏体或应力诱发马氏体相变特征而被视作重要的机敏材料之一.研究表明,在摩擦磨损过程中同样存在应力诱发马氏体相变的条件,组成摩擦副的SMA在微突体或磨粒尖角作用下可表现出“机敏摩擦学特性”;而SMA在一定条件下具有良好的抗磨性能[2~16].业已发现,影响SMA机敏摩擦学特性的主要参数包括伪弹性应变量、伪弹性模量和相变启动应力,通过合理选择这3个参数可以使SMA具备最佳摩擦学特性.为了深入分析上述参数对TiNi形状记忆合金摩擦学性能的影响并探讨耐磨TiNi形状记忆合金的设计准则,本文作者采用有限元方法模拟微突体在TiNi形状记忆合金表面的压入过程,以揭示影响其摩擦学特性的3个参数之间的相关性.本文报道相关研究结果.1 TiNi形状记忆合金的力学特性图1示出了TiNi形状记忆合金拉伸应...  (本文共4页) 阅读全文>>

《吉林化工学院学报》2012年07期
吉林化工学院学报

TiNi基形状记忆合金马氏体相变预现象研究进展

TiNi基形状记忆合金不仅具有优异的形状记忆效应和超弹性性能,同时还呈现出良好的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性、生物相容性及阻尼特性等,已被广泛应用于机械工程、航空航天、医疗、电子、能源等领域[1-2].如管接头、减震装置、驱动节温器、手机天线以及医学支架和内窥镜等.TiNi基形状记忆合金这些性能的存在与马氏体相变密切相关.马氏体相变是一种位移型、无原子扩散型转变,即相变时由一种晶体结构转变为另一种晶体结构,此种转变是以切变的方式进行的.在马氏体相变研究历史中有一种现象吸引了诸多学者的注意,即马氏体相变预现象.马氏体相变预现象是指,马氏体相变之前,母相中会出现一些异常现象,其与随后形成的马氏体相之间存在着紧密的关系.马氏体相变预现象对深入了解马氏体相变的微观机制起到重要的作用.关于马氏体相变预现象存在的证据已有很多.如弹性常数测量实验[3-6]通常显示,马氏体相变发生之前,弹性常数C'发生软化.中子散射实验[7-8]显示,相变发生之...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科学中国人》2015年30期
科学中国人

TiNi形状记忆合金内固定器治疗骨折特点及临床效果评价

随着经济的发展,各类型的机器取代了人类的手工劳作,但现代人们的出行和生活中处处充满了意外和危险,高高的楼房、奔驰的汽车,都是存在着安全隐患的洪水猛兽,生活中含有的不确定因素太多,受伤有时候也是不可避免的。创伤性骨折是骨科的常见病例,在医院的骨科科室最为常见的患者就是骨折患者,因此,创伤性骨折的治疗方式也很多,比如髌骨骨折的钢丝张力带技术、复杂骨折的桥接钢板技术等等,都是过去较为常见且比较先进的骨折治疗方法,相对于封建时期人们对于骨折治疗的束手无策,到现在利用各类型钢材料进行骨折固定,保证骨质愈合且不影响骨折部位的使用功能。Ti Ni形状记忆合金是近十年发展起来的一种新的内固定骨折治疗方法,其拥有着诸多优点,能很好的治疗创伤性骨折,并且愈合效果良好。本文通过对Ti Ni形状记忆合金内固定器进行骨折治疗临床研究,对Ti Ni形状记忆合金的疗法进行研究和探讨。1.临床资料一般资料:该组资料采集于某医院骨科治疗科室,同期案例共有六十四例...  (本文共2页) 阅读全文>>