生理盐水中生物医用TiNi基形状记忆合金的腐蚀行为

采用电化学测试技术和化学浸泡试验对生物医用TiNi基形状记忆合金在生理盐水中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,TiNi合金比TiNiCu合金阳极钝化区拓宽,孔蚀电位正移,腐蚀率减小。通过EDX分析和SEM观察发现,TiNi合金蚀孔内存在富Ti贫Ni的Ti2Ni析出相,而TiNiCu合金存在Cu原子富集的CuNi相,从而验证了这些析出相是萌生孔蚀的敏感位置。在生理盐水中TiNiCu合金的耐蚀性比TiNi合金劣,其原因是TiNiCu合金有较多的残余奥氏体及单斜和斜方的马氏体结构,存在不同晶体结构区域,造成电化学性质不均匀性,从而形成了腐蚀微电池,加速了活性溶解。

TiNi基形状记忆合金薄膜研究进展

Ti Ni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Ti Ni基形状记忆合金薄膜研究现状,并对其应用进行了评述。

TiNi基形状记忆合金薄膜的相变特征研究

利用磁控溅射的方法在单晶S i和非晶S iO2基片上制备了TiN i和TiN iCu形状记忆合金薄膜,并利用示差扫描量热法和基片曲率法研究了薄膜的相变特征及应力随温度的变化。研究结果表明450℃溅射形成的记忆合金薄膜具有良好的形状记忆效应,在微电子机械系统有很好的应用前景。TiN i薄膜降温时出现R相变,因而发生两步相变,而TiN iCu薄膜中马氏体和奥氏体间直接转变。基片以及薄膜成份对相变点有很大的影响。单晶S i片作为基片时,记忆合金薄膜和基片间有很好的结合力,而S iO2作为基片时,记忆合金薄膜容易剥落。

TiNi基形状记忆合金合金化研究进展

综述了近年来在TiNi基形状记忆合金中添加的合金元素种类,以及各种合金元素对TiNi基形状记忆合金性能的影响。分析了加入Cu、Cr、Ce、Hf、Pd、Co和Al合金元素对材料相变、形状记忆效应和超弹性的影响,提出了该研究领域今后的研究重点和需进一步解决的问题。

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。

TiNi基形状记忆合金点蚀倾向的电化学研究

用电化学极化方法研究了Ｔｉ５０Ｎｉ５０、Ｔｉ５０Ｎｉ４２Ｃｕ８及３１７Ｌ合金在不同ｐＨ值的１％ＮａＣｌ水溶液中的耐蚀性。恒电位阳极极化曲线表明：Ｃｕ的加人明显提高了ＴｉＮｉ合金的再钝化电位；但对点蚀电位的影响较复杂，在ｐＨ１—５时ＴｉＮｉＣｕ高于ＴｉＮｉ合金，在ｐＨ＝６—１０时ＴｉＮｉＣｕ则低于ＴｉＮｉ合金，ｐＨ值增大至１１～１３时，两者又趋于接近。实验中还发现，与３１７Ｌ相比，ＴｉＮｉ合金的点蚀电位测量数值分散性较大，Ｃｕ的加入对这种分散性无明显影响。

TiNi基形状记忆合金马氏体相变预现象研究进展

深入了解TiNi基形状记忆合金中特定马氏体相及复杂的多步相转变出现的原因,掌握TiNi基合金的马氏体相变规律,是开发和应用TiNi基形状记忆合金的前提.从弹性常数软化、声子软化及漫散射3个方面阐述了TiNi基形状记忆合金中的马氏体相变预现象,并将之与应变玻璃现象相区分.最后指出了TiNi基形状记忆合金马氏体相变的研究方向.

形状记忆合金增强水泥基复合材料及其构件研究进展

传统的水泥基材料适用性强、经济性高、用途广泛,但是容易开裂,难以恢复。通过热弹性马氏体相变及其逆相变,形状记忆合金拥有了独特的形状记忆效应、超弹性等卓越性能。因此,可以利用形状记忆合金增强水泥基材料及构件,克服传统水泥基材料抗裂性能差的缺陷,改善水泥基材料构件的开裂和变形自恢复能力。本文从形状记忆合金的材料特性与种类、形状记忆合金纤维增强水泥基复合材料及形状记忆合金筋材增强水泥基复合材料构件三个方面进行综合阐述,并指出现有研究中存在的不足,展望了形状记忆合金增强水泥基复合材料的发展前景。

形状记忆合金纤维与高延性水泥基复合材料基体的界面粘结性能的影响

针对形状记忆合金(SMA)纤维端部形式、直径、深径比(粘结长度/纤维直径)3个因素设计制作了5组试件,通过位移控制加载进行拉拔试验,分析了破坏形态、拉拔应力-应变曲线、平均粘结强度以及纤维利用率等性能,并比较了各因素对其与高延性水泥基复合材料(ECC)粘结力学性能的影响。基于试验结果,对SMA纤维在ECC中的破坏模式和粘结-滑移机理进行分析。结果表明,SMA纤维拉拔应力-位移曲线分为弹性阶段、脱粘阶段、马氏体相变阶段以及马氏体硬化阶段,直型端部SMA纤维直径和深径比的增大均会降低界面间粘结力,而N型端部SMA纤维端部锚固力能够有效改善界面间粘结性能和提高纤维利用率。

Ti_(100-x)Ni_(x)(x=40~70)形状记忆合金的Ni含量-时效工艺-相变行为关系图及其应用

采用示差扫描量热仪(DSC)建立了Ti_(100-x)Ni_(x)(x=40~70)形状记忆合金的Ni含量-时效工艺-DSC曲线关系图、Ni含量-时效工艺-相变类型关系图、Ni含量-时效工艺-相变温度关系图、Ni含量-时效工艺-相变热滞关系图、Ni含量-时效工艺-相变潜热关系图。利用这些图能解决两类问题:当TiNi形状记忆合金的Ni含量、时效温度和时效时间已知时,可预测该合金的DSC曲线、相变类型、相变温度、相变热滞和相变潜热;当期望TiNi形状记忆合金具有某个DSC曲线、相变类型、相变温度、相变热滞或相变潜热时,可设计该合金的Ni含量、时效温度和时效时间。

NiTi基形状记忆合金驱动器的研究进展

NiTi基形状记忆合金(SMA)驱动器存在驱动频率低、能耗高及控制精度不高的问题。综述了NiTi基SMA驱动器、一维宏观本构模型的研究进展,并提出了驱动器研究优化的方向,即异质多段型SMA驱动器的结构和制备工艺研究、传热状态的多参数宏观模型仿真及控制技术研究。

NiTi形状记忆合金纤维与工程水泥基复合材料界面粘结-滑移的本构关系

通过循环拉拔试验研究了形状记忆合金(SMA)纤维与工程水泥基复合材料(ECC)的粘结性能及其粘结滑移本构模型。在位移控制循环加载过程中,考虑SMA纤维直径、纤维末端形状和粘结长度的影响,获得拉伸应力位移曲线及粘结应力滑移曲线,结果表明:打结型端头可以为SMA纤维提供充足锚固力,其最大拉伸应力可达1039.7 MPa,分别为弯钩型端头、直型端头的2.69、6.97倍;增加SMA纤维与ECC的粘结长度会降低纤维最大拉伸应力,提高SMA纤维的延性;增大SMA纤维直径可使纤维最大拉伸应力增加,且延性也会增加,纤维更不易断裂;将SMA纤维与ECC的本构模型分为不充分锚固及充分锚固2类分别提出本构关系,试验曲线与拟合曲线基本吻合。

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。

超声振动与激光加热耦合条件下Al基钎料在TiNi形状记忆合金表面润湿铺展行为

采用一种超声辅助激光钎焊的方法,对低熔点的Al基钎料在TiNi形状记忆合金合金表面进行了润湿性实验。研究结果表明:随超声时间增加,钎料铺展面积先增大后减少,润湿角先减小后增大。钎料润湿前沿存在Al2Si,Al3Si,AlSi等相,钎料熔滴中心靠近界面处,AlSi和AlSiTi相的晶粒尺寸及其中Si元素的含量均随超声时间增加而逐渐增大;随着激光功率的降低,钎料铺展面积逐渐降低,润湿角逐渐增大,在钎料熔滴中心靠近界面处生长出宽度小于10μm的AlSi(Ti,Ni)金属间化合物。当超声振动时间为1.0s,激光功率470W,母材表面粗糙度为0.03μm时,实验获得的最大铺展面积为106.45mm2,最小润湿角为16°。

NiTi基形状记忆合金增材制造技术研究进展

NiTi基形状记忆合金具有优异的耐蚀性、生物相容性和形状记忆效应,应用非常广泛。增材制造技术能直接成形具有复杂形状的NiTi基形状记忆合金构件。目前可用于制备NiTi基形状记忆合金的增材制造技术有电子束熔炼、激光熔融沉积和选区激光熔炼。影响采用增材制造技术制备的NiTi基形状记忆合金性能的因素有增材制造工艺、化学成分和显微组织等。

大塑性变形技术制备块状超细晶TiNi基形状记忆合金研究进展

详细介绍了块状超细晶TiNi基形状记忆合金的研究进展,包括其制备工艺与显微组织、马氏体相变行为、力学性能和形状记忆特性以及超弹性性能,并介绍了其在医学和工程领域的实际应用,最后探讨了块状超细晶TiNi基形状记忆合金今后的研究发展方向。

TiNi形状记忆合金的相变行为及其影响因素

对近年来有关ＴｉＮｉ形状记忆合金的相变行为及其影响因素等方面的最新研究成果进行了综合评述，主要内容包括化学成分，应力／应变、热／机械循环，冷／热加工和热处理制度等因素对相变温度和相变次序的影响。

超弹性TiNi形状记忆合金棒材力学行为

基于工程振动控制的角度,通过TiNi形状记忆合金棒材在室温条件下的力学性能试验,以相变应力、变形模量、残余应变、耗能能力等作为该合金棒材的力学特征参数,分析了这些特征参数随加载速率、应变幅值、载荷循环等加载工况的变化规律。结果表明:超弹性TiNi形状记忆合金棒材具有良好的耗能能力及阻尼性能,可满足工程结构振动控制的需要。但在工程应用时,应考虑加载速率、应变幅值、载荷循环等因素对TiNi形状记忆合金棒材力学行为的影响,根据具体工况合理设计。

温度对医用TiNi形状记忆合金丝微观组织和力学行为的影响

采用透射电镜和拉伸试验研究了温度对医用TiNi形状记忆合金(TiNiSMA)丝微观组织和力学性能的影响。结果表明,TiNiSMA微观组织和力学性能对温度变化极为敏感。对TiNiSMA进行短时加热处理,随加热温度升高,TiNiSMA组织由冷拔态纤维状组织逐渐转变为板条状马氏体群组织,且组织粗化,位错密度下降;TiNiSMA抗拉强度和超弹性能下降,塑性增加,当加热温度超过400℃时这种趋势更加显著。

循环加载条件下TiNi形状记忆合金超弹性变形特性分析与模拟

超弹性是形状记忆合金(SMA)重要的力学性能之一,本文在试验研究的基础上讨论了在不同试验温度和应变速率的循环加载条件下,TiNiSMA的超弹性变形特性。从唯象观点分析了循环变形期间相变应力和弹性模量的变化。通过引入三个内变量,即循环期间所累积的残余应力、残余应变和残余马氏体相,表征承受加载和卸载的TiNiSMA循环超弹性变形。在此基础上,提出了模拟TiNiSMA的超弹性变形方法。在部分加载的内循环情况下,采用相变应变函数的混合规则表达材料的弹性模量。