Ti-Ni形状记忆合金薄膜的研究进展

综述了Ti-Ni形状记忆合金(SMA)薄膜的制备、特性及应用的研究现状。介绍了影响Ti-Ni SMA薄膜性能的相关因素及磁控溅射和熔体快淬两种Ti-Ni基SMA薄膜的制备方法,论述了Ti-Ni基SMA薄膜在微机电系统中的应用。最后,指出了Ti-Ni SMA薄膜存在的问题及今后的研究方向。

柔性薄膜复合形状记忆合金弹簧驱动器

针对形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)材料在使用过程中因其较低的响应频率而很难应用于高频率场所问题,在聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,简称PVDF)薄膜中引入锆酸铅钡(Pb_(0.8)Ba_(0.2)ZrO_(3),简称PBZ)纳米陶瓷纤维制备柔性薄膜,并与NiTi合金弹簧复合制得PBZ/PVDF@SMA复合驱动器,通过薄膜的电卡效应加热及冷却SMA丝,与传统电流加热及自然冷却方式进行了对比。结果表明,缩短了SMA丝循环周期,提高了其响应频率,有利于扩大SMA的适用场所。

退火和时效工艺对富镍Ti-Ni形状记忆合金显微组织和相变行为的影响

为了给富镍Ti-Ni形状记忆合金热处理工艺的优化提供依据,以Ti-50.8Ni合金丝为对象,用光学显微镜、透射电子显微镜和示差扫描量热仪研究了退火和时效工艺对富镍Ti-Ni合金显微组织、相变类型、相变温度和相变热滞的影响规律。Ti-50.8Ni合金丝经350~800℃+5~120 min退火处理后,随退火温度和时间增加,合金发生回复、再结晶和晶粒长大过程,再结晶温度在600℃左右,显微组织形态由纤维状向等轴状变化;冷却/加热相变类型由B2→R→B19′/B19′→R→B2型向B2→R→B19′/B19′→B2型向B2→B19′/B19′→B2型转变(B2-母相,CsCl型结构;R-R相,菱方结构;B19′-马氏体相,单斜结构);R相变温度θ_(R)先升后降,极大值35.2℃在400℃退火态合金中取得;马氏体(M)相变温度θ_(M)升高,M相变热滞Δθ_(M)降低,R相变热滞Δθ_(R)约为4℃。该合金经300~500℃+0.5~50 h时效处理后,随时效温度和时间增加,合金中Ti3Ni4析出物形貌由细小颗粒状→针状→粗片状变化;300℃和500℃时效态合金的相变类型分别为B2→R→B19′/B19′→R→B2和B2→R→B19′/B19′→B2,400℃时效态合金的相变类型由B2→R→B19′/B19′→R→B2型向B2→R→B19′/B19′→B2型转变;θ_(R300)、θ_(R400)、θ_(R500)、θ_(M300)和θ_(M500)升高;θ_(M400)先降后升,极小值-121.4℃在400℃+1 h时效态合金中取得;Δθ_(M300)和Δθ_(M400)先升后降,极大值70.5℃和129.4℃分别在300℃+5 h和400℃+1 h时效态合金中取得;Δθ_(M500)降低,Δθ_(R300)和Δθ_(R400)约为4℃。

Zr掺杂对Ti-Ni形状记忆合金相变、拉伸性能和循环超弹性的影响

为了开发超弹性优异的Ti-Ni基形状记忆合金(SMA),以600℃退火态Ti-50.8Ni和Ti-50.8Ni-0.1Zr(摩尔分数)SMA为研究对象,用示差扫描量热仪、XRD、SEM和拉伸试验研究了Zr掺杂对Ti-Ni基SMA相组成、相变行为、拉伸性能和循环超弹性的影响。结果表明:掺杂0.1%Zr不影响Ti-Ni SMA的组成相和相变类型,但降低马氏体相变温度(t_(M)),增加相变热滞(Δt),提高抗拉强度(R_(m)),降低伸长率(A),增强非线性超弹性稳定性。600℃退火态Ti-50.8Ni和Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的室温组成相主要为母相B2,冷却/加热时发生B2→B19′/B19′→B2一步可逆马氏体相变;掺杂0.1%Zr后,Ti-Ni SMA的t_(M)降低了34℃,Δt增加了22℃,R_(m)增加了79 MPa,A降低了22%。随应力-应变循环次数增加,Ti-50.8Ni合金由部分非线性超弹性转变为线性超弹性,Ti-50.8Ni-0.1Zr合金则始终保持稳定非线性超弹性,两种合金的超弹性残余应变(ε_(R))和能量耗散(W_(D))均先降低后趋于稳定。随着循环应变速率的增加,Ti-50.8Ni合金的W_(D)和等效阻尼比先降低后趋于稳定;Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的W_(D)和等效阻尼比先升高后趋于稳定。随循环应变幅值的增加,Ti-50.8Ni和Ti-50.8Ni-0.1Zr合金的W_(D)和等效阻尼比皆升高。

Ti-Ni形状记忆合金性能及应用研究进展

综述了近年来Ti-Ni形状记忆合金(SMA)的形状记忆效应、超弹性效应、温度记忆效应、生物相容性、耐磨性、阻尼及电阻特性等的研究进展;论述了Ti-NiSMA在机械工程、生物医学及建筑工程领域和日常生活中的应用,并对今后的研究方向进行了展望。

添加Co对Ti-Ni形状记忆合金组织和性能的影响

以400和600℃退火态Ti-49.8Ni和Ti-49.8Ni-1.0Co合金为对象,用示差扫描热分析仪、光学显微术、X射线衍射仪和拉伸试验研究了添加Co对退火态Ti-Ni形状记忆合金相变、组织和形状记忆行为的影响。结果表明,400℃退火态Ti-49.8Ni和Ti-49.8Ni-1.0Co合金冷却时皆发生A→R→M(A-母相,R-R相,M-马氏体)两阶段相变;加热时Ti-49.8Ni合金发生M→A一阶段相变,Ti-49.8Ni-1.0Co合金发生M→R→A两阶段相变;600℃退火态Ti-49.8Ni和Ti-49.8Ni-1.0Co合金冷却加热时皆发生一阶段AM相变。400℃退火态Ti-49.8Ni和Ti-49.8Ni-1.0Co合金的组织呈纤维状,塑性较差;600℃退火态合金的组织呈等轴状,塑性良好。Ti-49.8Ni合金室温组成相为马氏体,呈形状记忆效应;Ti-49.8Ni-1.0Co合金的室温组成相为母相B2,呈超弹性特性。退火时间对Ti-Ni合金的组织和性能影响不大,合金的相变温度随退火时间延长缓慢升高。形变温度显著影响Ti-Ni合金的超弹性特性,随形变温度升高合金的超弹性应力增加,超弹性滞回面积减小。

生物医用多孔Ti-Ni形状记忆合金的

综述了多孔Ｔｉ－Ｎｉ形状记忆合金的发展历史、制备技术、生物相容性、力学性能及其应用等方面的研究进展一种用于人体硬组织修复和替换的新型生物医用材料一多孔Ｔｉ－Ｎｉ形状记忆合金，由于其多孔结构及独特的形状记忆与伪弹性、优良的生物相容性和力学性能等特点，伴随其制备工艺的改进，已经引起世界各国科学家的极大关注。

TiNi形状记忆合金薄膜的位借与相变

用Ｘ射线衍射线形的傅里叶分析及电阻法，研究了溅射Ｔｉ－４９．３７ａｔ％Ｎｉ合金薄膜的位错组态及相转变温度随退火条件的变化规律，以及位错密度与相变温度的关系。研究结果表明：随退火温度升高和保温时间增加，平均位错密度下降，马氏体相变温度升高。位错密度的变化受析出相粒子的大小和分布制约。随位错密度增加，马氏体相变温度下降，Ｒ相变温度基本保持不变。

Ti-Ni基形状记忆合金的特性和应用研究进展

Ti-Ni基形状记忆合金具有优异的性能,已在机械电子、航空航天、建筑工程、生物医疗及日常生活等领域得到广泛应用。近年来,对该合金特性及应用的研究取得了很大发展。论述了Ti-Ni基形状记忆合金的形状记忆效应、超弹性、高阻尼特性的种类、机制、影响因素及应用的研究进展,指出了该合金的发展方向,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。

NiTi形状记忆合金薄膜的残余应力

采用 X射线掠射法和轮廓法 ,测量了单晶 Si基板上用磁控溅射法制备的 Ni Ti形状记忆合金薄膜的残余应力 ,分析了其与薄膜厚度以及晶化处理温度等工艺条件的关系 .结果表明 :该薄膜中的残余应力主要来源于薄膜同基板材料的膨胀系数和晶格参数不匹配 ;薄膜厚度越大 ,残余应力越小 ;晶化处理温度对因热胀系数差异带来的热拉应力因马氏体相变而致的相变压应力均有不同程度的影响 .

Ti-Ni基形状记忆合金的特性及应用研究进展

Ti-Ni基形状记忆合金(SMA)具有优异的形状记忆效应、超弹性、髙阻尼性、生物相容性、射线不透性、比强度高、无磁性及耐磨损等性能,得到了广泛应用。综述了Ti-Ni基SMA的特性及其在医疗器械、土木工程、汽车工业、石油工程及日常生活中应用的研究进展,指出了该合金今后的发展方向。

磁控溅射法制备铁磁形状记忆合金Ni-Mn-Ga薄膜的力学性能研究

Ni-Mn-Ga是一种磁致伸缩材料、它兼具形状记忆效应和磁致伸缩效应等多种功能特点,具有响应频率高,变相量大的优点。而PbZrTiO3(PZT)是一种压电陶瓷,具有力-电转换的功能,而且也具有较高的响应频率。为实现磁-力-电的快速转换,本文使用ECR磁控溅射方法在PZT压电陶瓷片上制备出了Ni-Mn-Ga薄膜。并研究了不同溅射功率和热处理条件对薄膜的组织形貌、成分、表面粗糙度及薄膜硬度的影响。SEM断面形貌显示Ni-Mn-Ga薄膜为柱状生长模式;AFM三维形貌显示Ni-Mn-Ga薄膜生长致密,表面粗糙度随着溅射功率的增大而增大;Ni-Mn-Ga薄膜的硬度和弹性模量随退火温度的升高而增大。

Ti-Ni基形状记忆合金的特性及其影响因素研究进展

Ti-Ni基形状记忆合金因具有优异的形状记忆效应、超弹性、高阻尼特性和生物相容性而得到了广泛应用。近年来,对该合金特性及其影响因素的研究取得了很大进展。本文论述了Ti-Ni基形状记忆合金形状记忆效应、超弹性、高阻尼和生物相容性及其影响因素的研究进展,指出了该领域今后的研究重点和需进一步解决的问题。

溅射富Ti-TiNi形状记忆合金薄膜

采用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）和电阻－温度曲线等方法研究了近等原子的富ＴｉＴｉＮｉ合金薄膜的析出相和相变等特征，并对结果进行了详细讨论。

TiNi形状记忆合金致密体、薄膜和多孔体的制备

综述了 Ti Ni形状记忆合金致密体、薄膜及多孔体的制备与加工过程 ,并简要介绍了多孔 Ti

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形状记忆合金薄膜的表面形貌及影响

研究了ＴｉＮｉ形状记忆合金薄膜的表面形貌及其影响因素．试验结果证明：该薄膜的 形成过程遵循形核、长大、迷津结构和连续膜４个阶段．镀膜时氩分压、基板温度、基板类型、基 板的表面粗糙度以及膜的成分、镀后热处理等都对薄膜的形貌有重大的影响．

不同加工态Ti-Ni基形状记忆合金相变、形变特性研究进展

综述了近年来有关化学成分和热处理工艺对Ti-Ni基形状记忆合金(SMA)相变、形变特性影响规律的研究进展,介绍了弹簧、薄膜、多孔、复合及单晶等不同加工态形状记忆材料及其特性的研究现状,指出了该研究领域今后的发展方向。通过加入适当的合金元素并选择合理的热处理工艺,可有效改变Ti-Ni基SMA的相变温度和相变热滞,进而可获得所需的形状记忆效应或超弹性特性。纤维化、薄膜化、多孔化、复合化是Ti-Ni基SMA今后的发展趋势。

富Ti-TiNi形状记忆合金薄膜的析出相与相变

研究溅射富Ti－TiNi合金薄膜中的析出相及相变温度随退火温度和时间的变化规律；同时对富Ti－TiNi合金薄膜的马氏体相变温度比块村富Ti－TiNi合金及富Ni－TiNi合金薄膜低的原因进行讨论．

Ti-Ni基形状记忆合金的加工工艺及应用研究进展

近年来,Ti-Ni基形状记忆合金的加工工艺研究得到了很大发展。综述了用熔炼、锻轧、拉丝等方法制备Ti-Ni基形状记忆合金工艺技术的研究进展,论述了合金的形状记忆效应、超弹性、生物相容性和高阻尼性及其在土木工程、生物医学、机械制造、航空航天等领域的应用,指出了该合金加工技术今后的研究重点和发展方向。