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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>>

《科技经济导刊》2017年23期
科技经济导刊

DSC在测量NiTi形状记忆合金相转变温度中的应用

1引言“热分析是测量在受控程序温度条件下,物质的物理性质随温度变化的函数关系的一组技术。”其中物质是指被测样品(或者是其反应产物),程序温度一般采用线性程序,也可以使用温度的对数或倒数程序[1]。差示扫描量热法(DSC)是现代热分析技术中的一种,它是使样品和参比物在程序升温或降温的相同环境中,用补偿器测量使两者的温度差保持为零所必须的热量对温度(或时间)的依赖关系的一种技术,通过热量的变化来反应样品的物理和化学变化过程。热分析技术在对材料的研究中起着重要的作用。1963年美国海军军械研究室Buehler等在偶然间发现Ni Ti合金具有形状记忆效应[2]。因镍钛合金具有形状记忆效应(SME)、超弹性(SE)、优良的生物相容性[3、4]、射线不透性、力学性能、耐腐蚀性、耐磨损、高阻尼等优良的特性而被广泛应用于医疗领域。镍钛合金医用产品对相转变温度的一致性和力学性能的稳定性要求严格,而镍钛合金质量对成分和温度及其敏感,目前的化学分析方...  (本文共2页) 阅读全文>>

《热加工工艺》2017年12期
热加工工艺

形状记忆合金的应用研究进展

形状记忆合金(SMA)是一种能感知温度变化,并能将热能转换成机械能的新型功能材料。SMA具有形状记忆效应(SME)、超弹性(SE)、高阻尼(HD)、耐腐蚀和生物相容性等许多优异性能,已广泛应用于航空航天、人工智能、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域[1]。值得指出的是,目前SMA的应用尚存在成本贵、相变热滞大、响应时间长以及受操作环境限制等问题[2],要使SMA的应用进一步扩展,就必须克服技术上和商业应用上的局限性。本文主要论述了SMA在汽车工业、人工智能、医疗器械、土木工程和日常生活等方面的应用研究进展,分析了该研究领域今后的发展方向,为开发高性能SMA并扩展其用途提供了参考。1在汽车工业方面的应用汽车行业发展迅猛,汽车已成为人们短程出行的首选。汽车除了要求外形美观外,安全、舒适以及更好的驾驶性能也必不可少。随着电传线控驾驶技术的出现,对控制汽车的传感器和执行器要求也更加苛刻。目前,可用SMA制作的执行器用来取代...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科学世界》2017年08期
科学世界

为什么记忆金属拥有记忆能力?

A:我们通常所说的记忆金嵐即形状记忆合金。这类合金之所以能够“记住”自e的形状,是它们在不同的晶体形态之间柑互转化的结果?当温度升高財,形状记忆合金会从被称为马氏体的晶体结构转化为邊一种晶体结构——奥氏体*随着繼度的降低,奥氏体又:滅成马氏体。在马氏体和奥獅的转变过輕中s麵府的排列方式象生变化,但金属的宏观形状保持不变。形状记忆紐野触体脑日擔*雖且祕娜,赠它们处于马氏体形态时,在外力作■用下,其微观晶体结构很容易发生形变季生(晶格的方向发生变化,但晶格之间未发生滑移)p骜外力撤除后,突:形后的晶体结构仍雜余被保持,也即固定成新的形状。如果把变形后的形状记恼合象加热到马氏体-輿氏体转变趨:度就上,形状记K合食的就会聋为奥氏体形态,其微规鼎体形状随之发生政变,看靡来就懷是合金能够记住自B的形:状,这被称为形状效不过这种记忆款歲并季曼无K制的,如果马氏体的形变超.出形:变__的极限,而产張晶格之间的滑移,贝!I...  (本文共1页) 阅读全文>>

《铸造技术》2017年02期
铸造技术

形状记忆合金及其应用研究进展

形状记忆合金(Shape Memory Alloys,简称SMA)是具有形状记忆效应(Shape Memory Effect,简称SME)、超弹性(Superelasticity,简称SE)和髙阻尼性的功能材料[1]。该合金可感知温度变化并能将热能转换成机械能,对外输出力、位移或储存并释放能量。经过多年的开发与应用研究,SMA及其应用得到了长足发展。本文旨在论述SMA及其应用研究进展,并探讨其今后的发展方向。1 SMA的发展自Olander于1932年在Au-Cd合金中首次发现SME以来,经过80多年的研发,SMA已发展成为普通SMA、高温SMA、磁性SMA和复合SMA等4大类100多种(见表1)[2-7]。1.1普通SMA普通SMA主要包括Ni-Ti基、Cu基、Fe基、Ag基、Au基、Co基SMA等,其中,Ni-Ti基SMA性能最好,应用最广[8]。Ti-Ni基SMA因其优异的性能在不同领域得到了广泛应用,但其存在相变温度较低...  (本文共5页) 阅读全文>>

《金属功能材料》2014年04期
金属功能材料

形状记忆合金专利技术现状和趋势分析

近几年,各种形状记忆合金产品相续问世,应用领域不断扩大[1],已开发成功的形状记忆合金有TiNi基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等。本文通过对国内形状记忆合金专利申请数据的收集、整理、比较和分析,总结了形状记忆合金专利技术的特点、现状和发展趋势,为我国形状记忆合金专利技术的进一步发展提供情报支持和指导,同时也为我国政府和企业的宏观规划提供参考信息。1国内形状记忆合金专利申请统计分析1.1总体申请量统计分析在形状记忆合金领域,中国发明专利申请的数量保持了逐年增长的态势,截止到2014年5月23日,总计有252件中国发明专利申请。其中申请人为国内申请人的有218件,申请人为国外申请人的有34件。从图1可以看出,目前该领域的专利申请仍然处于高增长的时期,尤其是2001年以来的申请量迅速增加。需要说明的是,由于大多数发明专利申请都是自申请日起满18个月方才进入文本公开程序,因此表现为在图1中最后两年专利申请量从2013...  (本文共6页) 阅读全文>>