Ti_Ni合金
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-12-06
Ti_Ni合金的實(shí)例教程
上發(fā)表了一篇題為“Stable and large superelasticity and elastocaloric effect in nanocrystalline Ti-44Ni-5Cu-1Al (at%) alloy”的文章。研究了Ti-44Ni-5Cu-1Al（at％）合金在各種熱機(jī)械處理中的超彈性行為和彈性熱效應(yīng)。熱軋后在673K熱處理5分鐘，隨后的冷軋，樣品表現(xiàn)出優(yōu)異的4.9％的超彈性應(yīng)變，當(dāng)最大拉應(yīng)力為500MPa時(shí)，具有90MPa的小應(yīng)力滯后。在絕熱條件下去除500MPa的應(yīng)力時(shí)，該樣品還表現(xiàn)出溫度降低17K的大彈性熱效應(yīng)。 在超過(guò)5000個(gè)機(jī)械循環(huán)中，觀察到超彈性應(yīng)變和彈性熱效應(yīng)沒(méi)有明顯的惡化。 在750MPa的拉伸應(yīng)力下獲得的最大超彈性應(yīng)變?yōu)?.8％。 透射電子顯微鏡觀察和拉伸應(yīng)力下的原位X射線衍射分析表明，樣品的平均晶粒尺寸約為40nm，并且顯示出連續(xù)的B2-B19-B19'轉(zhuǎn)變。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1 ：經(jīng)過(guò)不同熱機(jī)械處理（HR，CR，CR673，CR873）后以10K / min的速率測(cè)量的Ti-44Ni-5Cu-1Al（at％）合金的DSC冷卻和加熱曲線。
圖2 ：不同熱機(jī)械處理（HR，CR，CR673，CR873）后Ti-44Ni-5Cu-1Al（at％）合金的電阻率的溫度依賴性。
圖3：不同熱機(jī)械處理的Ti-44Ni-5Cu-1Al（at％）合金的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度和熱滯后。
展開(kāi) 研究背景
形狀記憶合金被制成薄膜、泡沫或線材的形式時(shí)，在小型器件(如微機(jī)電系統(tǒng)或微執(zhí)行器)中顯示出潛在的應(yīng)用前景。在熱循環(huán)過(guò)程中，通過(guò)馬氏體相變產(chǎn)生的可逆自發(fā)形狀變化被稱為雙程形狀記憶效應(yīng)(two-way shape memory effect, TWSME)。TWSME的機(jī)理通常歸因于立方相中各向異性或內(nèi)應(yīng)力的存在。把記憶合金制作的元件在外加應(yīng)力作用下，反復(fù)加熱和冷卻。當(dāng)合金加熱，恢復(fù)到它原來(lái)的形狀時(shí)，即可輸出力而做功。通常這種合金的雙程記憶效應(yīng)，配上偏置彈簧制成各種驅(qū)動(dòng)器。TWSME的強(qiáng)度和可逆性取決于樣品的微觀結(jié)構(gòu)。目前，在傳感器中的應(yīng)用主要是在熱循環(huán)應(yīng)力作用下完成。Ti-Ni合金優(yōu)異的TWSME已經(jīng)得到了廣泛的研究，并在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。在Ni-Mn-Ga塊體單晶和多晶薄膜中也觀察到了TWSME，作為具有超細(xì)晶結(jié)構(gòu)之一的Ni-Mn-Ga小尺寸纖維，因其特殊的尺寸和微結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)出與塊體合金、薄帶及薄膜所不同的優(yōu)異功能或有趣的物理現(xiàn)象，引起了學(xué)術(shù)界的廣泛興趣與關(guān)注。
展開(kāi) 研究背景
形狀記憶合金被制成薄膜、泡沫或線材的形式時(shí)，在小型器件(如微機(jī)電系統(tǒng)或微執(zhí)行器)中顯示出潛在的應(yīng)用前景。在熱循環(huán)過(guò)程中，通過(guò)馬氏體相變產(chǎn)生的可逆自發(fā)形狀變化被稱為雙程形狀記憶效應(yīng)(two-way shape memory effect, TWSME)。TWSME的機(jī)理通常歸因于立方相中各向異性或內(nèi)應(yīng)力的存在。把記憶合金制作的元件在外加應(yīng)力作用下，反復(fù)加熱和冷卻。當(dāng)合金加熱，恢復(fù)到它原來(lái)的形狀時(shí)，即可輸出力而做功。通常這種合金的雙程記憶效應(yīng)，配上偏置彈簧制成各種驅(qū)動(dòng)器。TWSME的強(qiáng)度和可逆性取決于樣品的微觀結(jié)構(gòu)。目前，在傳感器中的應(yīng)用主要是在熱循環(huán)應(yīng)力作用下完成。Ti-Ni合金優(yōu)異的TWSME已經(jīng)得到了廣泛的研究，并在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。在Ni-Mn-Ga塊體單晶和多晶薄膜中也觀察到了TWSME，作為具有超細(xì)晶結(jié)構(gòu)之一的Ni-Mn-Ga小尺寸纖維，因其特殊的尺寸和微結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)出與塊體合金、薄帶及薄膜所不同的優(yōu)異功能或有趣的物理現(xiàn)象，引起了學(xué)術(shù)界的廣泛興趣與關(guān)注。
展開(kāi) DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000534
摘要：
Ni-Mn基磁性形狀記憶合金具有良好的溫度場(chǎng)和磁場(chǎng)誘發(fā)的形狀記憶效應(yīng)、超彈性、磁熱效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、彈熱效應(yīng)、交換偏置效應(yīng)等功能特性。作為一種新型多功能材料，有望應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)器、傳感器等多個(gè)工程領(lǐng)域。本文詳細(xì)闡述了包含第二相的Ni-Mn基磁性形狀記憶合金的研究現(xiàn)狀，梳理和總結(jié)了第二相的形成及其對(duì)馬氏體相變、功能特性和力學(xué)性能的影響，提出了一些有待解決的問(wèn)題，如第二相對(duì)包括磁性形狀記憶效應(yīng)在內(nèi)的磁功能特性的影響，并指出未來(lái)應(yīng)著重于研究第二相形成與演化過(guò)程的熱力學(xué)/動(dòng)力學(xué)因素，對(duì)第二相進(jìn)行合理調(diào)控，從而優(yōu)化合金功能特性。
關(guān)鍵詞 ：Ni-Mn基合金, 磁性形狀記憶合金, 第二相, 馬氏體相變
Ti-Ni-Hf高溫形狀記憶合金的研究進(jìn)展
衣曉洋, 孟祥龍, 蔡偉, 王海振
2021, 49 (3): 31-40.
DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000531
摘要：
Ti-Ni-Hf記憶合金因具有高相變溫度、相對(duì)低廉的價(jià)格和高輸出功等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為最具潛力的高溫形狀記憶合金之一。然而，Ti-Ni-Hf記憶合金基體強(qiáng)度低，變形過(guò)程中易優(yōu)先發(fā)生塑性變形，從而使其可實(shí)現(xiàn)的可恢復(fù)應(yīng)變遠(yuǎn)低于理論值。目前改善應(yīng)變恢復(fù)特性的措施主要包括：熱機(jī)械處理（冷軋+退火）、合金化、時(shí)效處理、制備單晶合金等。研究表明，Ti-Ni-Hf合金的應(yīng)變恢復(fù)特性與微觀組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
展開(kāi) DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000534
摘要：
Ni-Mn基磁性形狀記憶合金具有良好的溫度場(chǎng)和磁場(chǎng)誘發(fā)的形狀記憶效應(yīng)、超彈性、磁熱效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、彈熱效應(yīng)、交換偏置效應(yīng)等功能特性。作為一種新型多功能材料，有望應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)器、傳感器等多個(gè)工程領(lǐng)域。本文詳細(xì)闡述了包含第二相的Ni-Mn基磁性形狀記憶合金的研究現(xiàn)狀，梳理和總結(jié)了第二相的形成及其對(duì)馬氏體相變、功能特性和力學(xué)性能的影響，提出了一些有待解決的問(wèn)題，如第二相對(duì)包括磁性形狀記憶效應(yīng)在內(nèi)的磁功能特性的影響，并指出未來(lái)應(yīng)著重于研究第二相形成與演化過(guò)程的熱力學(xué)/動(dòng)力學(xué)因素，對(duì)第二相進(jìn)行合理調(diào)控，從而優(yōu)化合金功能特性。
關(guān)鍵詞 ：Ni-Mn基合金, 磁性形狀記憶合金, 第二相, 馬氏體相變
Ti-Ni-Hf高溫形狀記憶合金的研究進(jìn)展
衣曉洋, 孟祥龍, 蔡偉, 王海振
2021, 49 (3): 31-40.
DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000531
摘要：
Ti-Ni-Hf記憶合金因具有高相變溫度、相對(duì)低廉的價(jià)格和高輸出功等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為最具潛力的高溫形狀記憶合金之一。然而，Ti-Ni-Hf記憶合金基體強(qiáng)度低，變形過(guò)程中易優(yōu)先發(fā)生塑性變形，從而使其可實(shí)現(xiàn)的可恢復(fù)應(yīng)變遠(yuǎn)低于理論值。目前改善應(yīng)變恢復(fù)特性的措施主要包括：熱機(jī)械處理（冷軋+退火）、合金化、時(shí)效處理、制備單晶合金等。研究表明，Ti-Ni-Hf合金的應(yīng)變恢復(fù)特性與微觀組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
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Ti_Ni合金的最新內(nèi)容
對(duì)于大型金屬構(gòu)件，基于送粉方式的激光熔化沉積（LMD）技術(shù)可有效滿足大型金屬構(gòu)件的成形要求，并實(shí)現(xiàn)了Ti合金、Ni基高溫合金、高強(qiáng)鋼、難熔合金等難加工金屬材料大型關(guān)鍵構(gòu)件的激光增材制造及工業(yè)應(yīng)用。這主要得益于以凝固晶粒、內(nèi)部缺陷及顯微組織為核心的冶金質(zhì)量和性能的控制，以及激光成形件熱應(yīng)力、變形開(kāi)裂及結(jié)構(gòu)缺陷控制等理論及技術(shù)的進(jìn)步。
這些材料包括Mg2Zn[12]，Mg10Al[12]，TZAM6620[20]，納米結(jié)構(gòu)化MgCuY合金[54]，硬鋁[55]，Al-Li合金2050[56]，納米結(jié)構(gòu)化的Al合金[54]，Ti6Al4V[20], Inconel 718[57], 層狀鎳鐵鈷合金[58], TWIP 鋼[59]、雙相鋼[59]、馬氏體鋼[57]、馬氏體時(shí)效鋼[57]、TRIP鋼[57] 和Ti50Ni47Fe3合金
doi: 10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000953
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Ti-Ni合金優(yōu)異的TWSME已經(jīng)得到了廣泛的研究，并在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。
DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000531
摘要：
Ti-Ni-Hf記憶合金因具有高相變溫度、相對(duì)低廉的價(jià)格和高輸出功等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為最具潛力的高溫形狀記憶合金之一。然而，Ti-Ni-Hf記憶合金基體強(qiáng)度低，變形過(guò)程中易優(yōu)先發(fā)生塑性變形，從而使其可實(shí)現(xiàn)的可恢復(fù)應(yīng)變遠(yuǎn)低于理論值。
Ti-Ni合金優(yōu)異的TWSME已經(jīng)得到了廣泛的研究，并在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。
DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000531
摘要：
Ti-Ni-Hf記憶合金因具有高相變溫度、相對(duì)低廉的價(jià)格和高輸出功等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為最具潛力的高溫形狀記憶合金之一。然而，Ti-Ni-Hf記憶合金基體強(qiáng)度低，變形過(guò)程中易優(yōu)先發(fā)生塑性變形，從而使其可實(shí)現(xiàn)的可恢復(fù)應(yīng)變遠(yuǎn)低于理論值。
【引言】
形狀記憶合金（SMA）的超彈性已在包括生物裝置在內(nèi)的領(lǐng)域獲得實(shí)際應(yīng)用。它是由應(yīng)力誘發(fā)的馬氏體轉(zhuǎn)變（MT）和逆轉(zhuǎn)變引起的。由于MT與潛熱有關(guān)，因此當(dāng)絕熱地施加或去除應(yīng)力時(shí)，應(yīng)力誘導(dǎo)的MT導(dǎo)致試樣溫度升高或降低。這種行為通常被稱為彈性熱效應(yīng)。最近，SMA中的彈性熱效應(yīng)引起了很多關(guān)注，因?yàn)樗哂锌捎糜谛碌闹评湎到y(tǒng)的高潛力。對(duì)于超彈性和彈性熱效應(yīng)
主筋的材料模型選用Ti-Ni形狀記憶合金。相關(guān)材料的物理性能參數(shù)采用東北大學(xué)裴麗麗碩士論文《生物醫(yī)用TiNi形狀記憶合金的制備及性能研究》中相關(guān)性能參數(shù)。
2.3 血小板
血小板的單元采用顯示動(dòng)力學(xué)縮減積分八節(jié)點(diǎn)單元C3D8R。網(wǎng)格劃分的單元尺寸為0.4mm。血小板的材料模型選用6項(xiàng)式超彈性模型，其中材料模型中D取0，材料具有不可壓縮性。
