TiNi形状记忆合金低速冲击响应行为的研究

利用单摆冲击试验设备，对TiNi合金不同冲击能量及温度条件下的冲击响应行为进行了研究。冲击过程中的接触载荷由压力传感器及数字信号处理系统实时测量。根据接触载荷数据，可计算得到接触载荷与样品表面变形的关系。结果表明，同一冲击高度时，随温度升高马氏体TiNi合金的最大接触载荷增加，而接触时问降低；母相TiNi合金的最大接触载荷随冲击高度的增加会出现载荷平台段即伪弹变形段，处于平台段时母相TiNi合金吸收冲击能量，且不产生不可恢复的塑性变形，最大接触载荷降低，从而可减轻材料损伤。     

循环加载下TiNi形状记忆合金超弹性变形行为

超弹性是形状记忆合金（shape memory alloy,SMA)重要的力学性能之一，通过试验研究了具有不同加载速率和不同试验温度的循环加载条件下TiNi形状记忆合金超弹性变形行为。分析了循环变形期间相变应力和弹性模量变化的特性。得到了加载期间残余应力和残余应变的关系。在具体循环变形的机械训练之后，研究了不承载情况下加热和冷却所产生的两方向变形。     

阶跃载荷作用TiNi固支梁动态响应特性研究

为考察不同幅值载荷作用下TiNi合金固支梁的动态响应问题和能量耗散问题,利用数值方法进行了研究.研究结果表明,阶跃载荷作用下,固支梁的内力响应可以分为三个阶段.在高幅值阶跃载荷作用下,相变出现在弯曲波波动阶段.能量耗散主要发生在机构形成的过程中,能量耗散主要为梁的动能.研究结果可以为工程应用提供一定的参考价值.     

应用结构应变响应确定冲击载荷

冲击载荷的测量,通常采用在冲击头上安装测力传感器直接测量,或在被撞击的结构上安装加速度传感器测其冲击响应,识别其冲击力,但对很多复杂工况或特殊结构,上述方法的应用受到限制.该文利用电阻应变片测量结构对冲击的应变响应,通过傅氏变换及数据处理识别其冲击载荷.此方法的优点在于电阻应变片的质量小,尺寸小,价格便宜,便于粘贴,而且不影响结构的动态特性.对当量载荷问题也进行了研究。     

TiNi形状记忆合金薄膜结晶粒子的长大行为

将采用直流磁控溅射方法制备的TiNi薄膜沉积在玻璃衬底上, 在退火温度为500 ℃时, 应用X射线衍射（XRD）和小角X射线散射（SAXS）研究室温溅射的TiNi合金薄膜结晶粒子的长大行为. 结果表明, 薄膜中的晶化粒子约在前13 min以成核的方式生成, 而在13 min后不断长大, R₃G与退火时间t的关系不完全满足Lifshitz’s动力学理论.      

TiNi形状记忆合金弹性耦合系统的驱动特性

采用将预应变TiNi合金与不同刚度系数k的偏置弹簧相串联的方法,对TiNi合金弹性耦合系统的驱动特性进行了研究。结果表明,随k值的增加,TiNi样品达到逆相变结束时的输出应变、应力温度范围逐渐变大,最大回复力逐渐增大,但驱动行程减小;样品的应力与应变之间呈线性关系,二者的比值取决于k;预应变量较大的样品,其回复应力随温度的变化率较大。通过配置偏置弹簧的刚度系数,可以控制样品输出的最大应力和最小应变,有效防止耦合系统过载。     

TiNi形状记忆合金弹性耦合系统的驱动特性

采用将预应变TiNi合金与不同刚度系数k的偏置弹簧相串联的方法，对TiNi合金弹性耦合系统的驱动特性进行了研究。结果表明，随k值的增加，TiNi样品达到逆相变结束时的输出应变、应力温度范围逐渐变大，最大回复力逐渐增大，但驱动行程减小；样品的应力与应变之间呈线性关系，二者的比值取决于k；预应变量较大的样品，其回复应力随温度的变化率较大。通过配置偏置弹簧的刚度系数，可以控制样品输出的最大应力和最小应变，有效防止耦合系统过载。     

热力学训练对TiNi形状记忆合金相变特征的影响

作者通过约束热处理及热力学训练方法，得到了具有加热时伸长—冷却时收缩双向记忆效应(TWSME)的TiNi形状记忆合金弹簧．在训练过程中，作者用示差扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry,DSC)研究了不同热力学训练的试样．结果表明，随着训练循环次数的增加，TiNi合金逆马氏体相变点升高，马氏体相变点下降，相变滞后增大，并在一定的热力学训练次数之后不再随训练次数的变化而变化．训练次数对逆马氏体相变点的影响和对双向记忆恢复率的影响趋势一致，作者认为那是由于在训练过程中引入的位错所致．     

TiNi形状记忆合金断裂机理的原位拉伸研究

用SEM原位拉伸实验对TiNi形状记忆合金试样的断裂过程进行了研究和分析．结果表明,TiNi形状记忆合金的断裂与钢的脆性解理断裂不同．TiNi形状记忆合金的断裂受解理机制和孔洞在第二相颗粒处的形核、长大、连接机制控制．这两种材料失效机制共同作用,其中哪一种占统治地位取决于诸多因素．应力诱发马氏体相变对TiNi形状记忆合金的断裂具有重要的影响．     

冲击载荷作用下压力容器的力学响应试验研究

本文利用计算机辅助测试系统,组成动态信号在线测量、采集测试系统,对CNG气瓶进行了敲击试验和跌落试验,并运用DASP分析软件和MATLAB软件对数据进行处理,将试验结果与数值计算结果比较分析。结果表明,数值计算方法正确,试验结果可靠。     

离子注入TiNi SMA及Co合金耐蚀性与血液相容性研究

采用离子注入法对生物医用TiNi形状记忆合金及二种Co合金进行表面改性，利用电化学测试技术，动态凝血时间及溶血率的测量，研究了改性前后合金的耐蚀性及血液相容性，结果表明，离子注入后合金的电化学稳定性显著提高，阳极极化性能变优，对TiNi、CoCrNiW和CoCrNiMo合金分别进行Mo C和Ti C双离子注入后，表面改性合金的腐蚀电位升高200mV以上，维钝电流密度减小，钝化区拓宽；合金的凝血时间延长，溶血率下降，说明离子注入提高了合金的耐蚀性及血液相容性，其中双离子注入较单离子注入效果更为显著，对双离子注入合金进行X射线衍射分析发现，在TiNi合金表面主要形成了TiC相及少量TiO、Mo2C、Mo9Ti4及Mo，在Co合金表面主要为CoCx和Co3Ti及少量TiC、TiO相，这些相弥散分布在合金表面，形成无序膜层，阻止了合金元素溶解，改善了合金的耐蚀性及血液相容性。     

Surface properties of nitrogen-ion-implanted TiNi shape memory alloy

X-ray diffraction (XRD), auger electron spectroscopy (AES), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to characterize the surface properties of the N+-ion-implanted TiNi alloy. There is a high nitrogen content region at the outermost surface of the N+-ion-implanted TiNi alloy. The detected nitrogen exists mainly in the form of TiN. Small amounts of Ti₃O₅ and TiO₂ also exist on the surface of the N+-ion-implanted TiNi sample. The modified layer of the N+-ion-implanted sample can work as an obstacle layer of the nickel’s dissolution, which obstructs Ni dissolving from the TiNi surface effectively.     

超细片层NbTi/TiNi记忆合金复合材料的制备与功能特性

基于NbTi-TiNi共晶型相变,经成分分析,通过电弧熔炼制备几种具有NbTi和TiNi记忆合金铸态双相组织的NbTiNi合金。这种合金是一种原位自生的NbTi/TiNi记忆合金复合材料,具有复合比可控(通过调整Ni或Nb含量)、可逆马氏体相变温度可调(通过调整Ti/Ni比例)的特点。通过对其辅以常规的锻造、拔丝等大变形工艺加工,使NbTi和TiNi组元细化至微米级别,进一步得到复合组元比表面大、分布均匀、界面强度高的超细片层NbTi/TiNi记忆合金复合丝材料。通过热膨胀仪和万能拉伸试验机对其进行热膨胀和力学性能测试。结果表明,该复合材料不但具有很高的屈服强度(超过1.6 GPa),还具有负膨胀点记忆效应、应变软模效应等新功能特性。     

实用性Cu-Al-Mn-Zn单向形状记忆合金的研究

通过恰当的成分设计 ,研制出一种具有高强度、高塑性、同时又有较好的单向形状记忆效应的Cu Al Mn Zn合金 .通过加入适量的Zn来稳定马氏体使其As 点高于 30 0℃ .这种合金的硬度达取HRC2 3以上 ,强度达 2 5 0MPa以上 ,塑性达 7%以上 ,其形状恢复率达70 %以上 .用此合金制造常温下工作的联结件 ,具有生产方法简单 ,成本低廉 ,性能稳定的特点 .     

TiNi形状记忆合金回复力模型

通过修正Clausius Clapeyron方程 ,使之在马氏体分数不断变化的条件下仍然适用 ,并在此基础上建立了TiNi形状记忆合金的回复力模型 ,模型中的参数均可通过实验确定 .利用此模型 ,使用典型的TiNi形状记忆合金性能参数 ,计算得到了TiNi形状记忆合金回复力与温度的关系曲线 ;与实验测试曲线的对比表明 ,本模型在大的预应变条件下与实验结果是吻合的     

Effect of chemical component on shape memory effect of Fe-Mn-Si-Ni-C-RE shape memory alloy

Effect of chemical component on shape memory effect (SME) of Fe-Mn-Si-Ni-C-RE shape memory alloys was studied by bent measurement, thermal cycle training, SEM etc. Results of study indicate that the alloys with high Mn content (25%) appeare better SME, especially in lower strain. SME improves evidently when Si is higher content, especially it′s range from 3% up to 4%.But brittleness of Fe-Mn-Si-Ni-C-RE alloy increases by increasing the Si content. SME of the alloy is weakening gradually as carbon content increases under small strain (3%). But in the condition of large strain (above 6%), SME of the alloy whose carbon content ranges from 0.1% to 0.12% shows small decreasing range, especially of alloy with the addition of compound RE.     

CuAlNiMnTi形状记忆合金马氏体时效研究

利用Ｘ射线分析、原位电阻测量等方法研究了ＣｕＡｌＮｉＭｎＴｉ在马氏体不同温度的时效效应。实验结果表明，淬火态ＣｕＡｌＮｉＭｎＴｉ合金在马氏体态时效过程中发生马氏体稳定化现象；在这一过程中ＯＤ３长程度有序无明显变化，但发生了原子短程无序。马氏体稳定化主要是由原子短程无序引起。     

形状记忆合金混凝土轴心构件的变形特性

将形状记忆合金(SMA)轴心埋置于混凝土构件中,着重研究SMA使轴心构件产生预应力和变形的性能及影响驱动效果的主要因素。在试验基础上,对SMA在周围混凝土约束下的本构模型进行了理论探索。研究表明:SMA在加热逆相变过程中可以实现对混凝土轴心构件施加预应力,可以控制混凝土构件的变形;初始预应变值及通电激励模式对变形性能或预应力效果有影响。