全d族Ni–(Co)–Mn–Cu–Ti合金马氏体相变、力学性能和磁性能的第一性原理计算

全 d 族 Ni–Mn–Ti 基 Heusler 合金作为一种新型的智能材料,因其丰富的物理性质被广泛关注。与传统 Ni–Mn 基合金不同,Ni–Mn–Ti 基 Heusler 合金的d–d轨道杂化取代p–d 轨道杂化,提高了合金的塑韧性,解决了传统Ni–Mn 基合金固有脆性大、力学性能差的问题。由于卓越的机械性能和相变过程中较高的熵变,Ni–Mn–Ti 基合金在超弹性和弹热制冷方面具有广阔的研究前景。Cu掺杂和Cu–Co共掺Ni–Mn–Ti 合金的研究很少,本文旨在为Ni–Mn–Ti 基合金的成分设计提供理论支持。本文通过第一性原理计算对Ni₂Mn_1.5?xCu_xTi_0.5 (x = 0.125, 0.25, 0.375, 0.5) 和 Ni_2?yCo_yMn_1.5?xCu_xTi_0.5 [(x = 0.125, y = 0.125, 0.25, 0.375, 0.5) 和 (x = 0.125, 0.25, 0.375, y = 0.625)]合金系的马氏体相变,力学性能和磁性能进行了系统研究。Ni–(Co)–Mn–Cu–Ti合金马氏体的形成能始终低于奥氏体的形成能,表明合金均能发生马氏体相变。Ni₂Mn_1.5?xCu_xTi_0.5 和 Ni_2?yCo_yMn_1.5?xCu_xTi_0.5 (y < 0.625)合金的奥氏体和非调制马氏体都是反铁磁态的,当y = 0.625时, Ni_2?yCo_yMn_1.5?xCu_xTi_0.5合金的奥氏体由反铁磁态转变为铁磁态,而马氏体保持反铁磁态,马氏体相变时合金会伴随磁性的突变,即发生磁—结构耦合现象,这是合金具有磁热效应的物理基础。掺Cu能降低Ni–(Co)–Mn–Ti合金的热滞后和各向异性。提高Mn的含量并且降低Ti的含量能提高Ni–Mn–Cu–Ti合金抗剪切和抗正应力的能力,但会降低韧性。就延展性而言,Ni–Mn–Cu–Ti 和 Ni–Co–Mn–Ti合金强于Cu–Co共掺合金。     

形状记忆合金的功能动力学特性

形状记忆合金是一种特殊且新颖的功能材料，通过适当调节成分和控制热处理工艺可使其表现出三大特性：形状记忆效应，超弹性，高阻尼能力，但目前对超弹性和与其密切相关的阻尼性能研究的相对较少。本文主要介绍了形状记忆合金相变超弹性的恢复力模型及其特点，分析了相变超弹性发生过程中阻尼和刚度的变化及与组织的对应关系，重点讨论了超弹性对阻尼性能的影响及其在减振方面应用的优越性，从而为形状记忆合金超弹性和阻尼性能的应用提供参考。     

时效对Cu-Zn-Al-B形状记忆合金的影响研究

本文研究了淬火后在75～250℃的时效对Cu-26.23Zn-3.92A1-0.033B(wt.%)形状记忆合金的马氏体相变和形状记忆效应的影响。电阻测量发现,时效导致M_s点下降。这种影响的原因与时效过程中β_1母相内进行的a_1贝氏体的脱溶过程密切有关。由M_s 点与时效温度和时间的关系图求得导致M_s 点下降的热激活过程的激活能约为52—59kJ/mol。在a_1贝氏体析出前,上述时效对应力诱发马氏体的临界应力——σ~(P→M)、单向和双向形状记忆效应等均无明显影响。     

形状记忆合金耗能阻尼器的阻尼特性理论分析

研究了形状记忆合金记忆效应和相变伪弹性的热力学特性，并依据热力学本构关系建立了形状记忆合金耗能阻尼器的热力学平衡方程，利用MATLAB编制的仿真软件对NiTi丝阻尼器的一个实例进行了仿真计算。计算结果表明形状记忆合金具有明显的阻尼特性，适用用于制作结构振动控制的阻尼器件。     

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．     

形状记忆合金短纤维增强复合材料的热相变行为

基于Eshelby等效夹杂模型和Mori—Tanaka的场平均法，考虑到形状记忆合金材料的强物理非线性和基体材料的弹塑性，发展了增量型的等效夹杂模型．基于该模型，探讨了形状记忆合金短纤维增强弹塑性基复合材料在应力自由状态下的热相变特性，特别研究了基体材料的塑性对复合材料热相变特性的影响．计算结果表明：当基体进入屈服阶段后，在复合材料卸载过程中出现残余应力；弹塑性基体复合材料的特征相变温度偏移随纤维体积分数的变化规律与弹性基体复合材料的变化规律不同，其热相变特性有显著的区别．     

形状记忆合金及其应用

形状记忆合金是近几十年发展起来的一种新型功能材料。本文对Ni-Ti基合金、Cu基合金和Fe基合金的分类、记忆机理、记忆性能以及它们在不同领域的应用进行了评述,并展望了其应用前景。     

Ni—Ti合金马氏体相变的位错模型

根据实验结果,建立了一个Ｎｉ－Ｔｉ合金马氏体相变的位错模型,认为该相变是以母相阵点到马氏体阵点的矢量ｂ１或ｂ２为Ｂｕｒｇｅｒｓ矢量的相变位错在母相（１１０）ｐ面上交替地运动,形成一对对（００１）Ｍ孪晶,马氏体以形成孪晶对的形式生长,这样的马氏体具有最小的弹性应变能。利用此模型提出了马氏体的热弹性行为和形状记忆效应的物理机制。     

CuAlBeX系形状记忆合金记忆疲劳特性

用简单的恢复角法对自行设计并熔炼的ＣｕＡｌＢｅＸ系形状记忆合金进行了记忆能力与记忆寿命的探索,并与Ｃｕ２４．５Ｚｎ４Ａｌ合金对比,结果表明,Ｃｕ１１．６Ａｌ０．４Ｂｅ０．２Ｃｒ具有最佳的记忆能力与记忆寿命,尤其是正火状态,正火及正火并１００℃～２００℃时效状态以及淬火并１００℃～２００℃时效状态均有优良的记忆性能,具有工程应用前途。     

TiNi形状记忆合金在医学上的应用

简介形状记忆效应，说明ＴｉＮｉ合金的性能，综述ＴｉＮｉ形状记忆合金在骨科及其他医学方面的实际应用．     

CuZnAl形状记忆合金马氏体相变内耗

研究了从高温淬火的ＣｕＺｎＡｌ合金的马氏体相变内耗；提出了新的内耗表达式： 认为马氏体相变内耗与整体模量 Ｇ 相对于发生马氏体相变的局部区域的模量Ｇ′的 比值有关，淬火缺陷影响局部模量软化；并研究了不完全转变对正、逆马氏体相变内 耗的影响。