形状记忆合金及其工程应用

简述了形状记忆合金的发展历史及Cu基、NiTi和Fe基3类典型形状记忆合金的特点.介绍了形状记忆合金工程应用现状并展望了未来.     

镍钛形状记忆合金管材的研究进展

镍钛形状记忆合金管材因为具有良好的形状记忆效应和超弹性而在工程领域得到了广泛的应用.文章总结了国内外众多学者的研究成果,系统介绍了镍钛形状记忆合金管材的加载力学行为、塑性成形方法和典型工程应用.镍钛形状记忆合金管材在单向拉伸加载、单向扭转加载以及拉伸扭转复合加载方式下表现出了不同的力学行为.奥氏体镍钛形状记忆合金管材在单向拉伸加载下,可以观察到明显的应力诱发马氏体螺旋带.镍钛形状记忆合金管材的塑性成形方法主要有拉拔、挤压和旋压,拉拔工艺仍是目前生产镍钛形状记忆合金管材的主要手段.镍钛形状记忆合金管材的典型工程应用主要有生物医用支架和管接头.镍钛形状记忆合金管材在科学研究和工程应用方面仍具有广阔的发展空间.     

形状记忆高熵合金的研究进展与展望

高熵形状记忆合金是将高熵概念引入记忆材料领域而发展起来的新型形状记忆合金,此举打破了传统形状记忆合金成分设计的界限,利用高构型熵概念对形状记忆合金的性能进行优化,具有广阔的研究前景.本文简述了高熵形状记忆合金的研究现状,从成分和性能两方面对高熵形状记忆合金进行分类,同时总结了高熵形状记忆合金的制备方法,简要讨论高熵形状...     

形状记忆合金的应用现状综述

形状记忆合金(SMA)具有形状记忆效应、超弹性等功能,且具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和综合力学性能.形状记忆合金以其独特和优越的性能引起了人们的极大关注,取得了广泛的应用.本文详细介绍了形状记忆合金在航空航天、汽车、石油工程、土木工程及生物医学等领域的应用现状,介绍了新型形状记忆合金的研究应用.     

形状记忆合金管接头结构优化与有限元分析

为了解决油管接口处的慢性泄漏问题,研究了一种舰艇核反应堆管路用形状记忆合金管接头.建立了NiTiNb形状记忆合金管接头结构优化模型,并采用遗传算法,对NiTiNb形状记忆合金管接头进行了结构优化设计.采用有限元法对优化后的NiTiNb形状记忆合金管接头进行了热结构耦合仿真分析,仿真试验结果与理论分析结果取得了较好的一致性,从而证明本文提出的方法是可行、有效的,具有很大的通用性和工程实际意义.     

二维射流冲击形状记忆合金驱动器的瞬态传热

用数值和实验两种方法对射流冷却、加热形状记忆合金驱动器进行研究.控制方程采用守恒形式和标准二维不可压缩k-ε紊流模型,流体和固体的耦合边界上采用与形状记忆合金相关的动、静边界条件两种形式分别进行计算,并比较了两种边界条件下射流换热效果.分析了射流速度、射流周期对换热的影响,设计了一套交变射流的实验装置,并对射流加热和冷却形状记忆合金驱动器进行了实验研究.结果表明:静边界条件下形状记忆合金驱动器温度稍高于动边界条件;射流速度越大、射流周期越长,形状记忆合金温度和形变的波动范围也就越大;实验数据与数值计算的结果吻合较好.研究结果对于以形状记忆合金作为热驱动元件的设计具有一定的指导意义.     

基于铁基形状记忆合金的新型预应力技术及其工程应用

梳理了国内外关于铁基形状记忆合金的最新研究进展,介绍了铁基形状记忆合金的形状记忆效应、回复应力、耐腐蚀性和可焊性等基本特性,对利用其开展预应力加固的效果、关键工艺工法和长期性能等进行了总结.研究表明,新型铁基形状记忆合金可在160℃下产生约440 MPa的回复应力,并具有良好的耐腐蚀性能和焊接性能.铁基形状记忆合金产生...     

Fe-Mn-Si形状记忆合金的应用研究现状及展望

Fe-Mn-Si形状记忆合金具有原料丰富、价格低廉、力学性能好、使用方便等优点,在工程中具有广阔的应用前景.本文对Fe-Mn-Si形状记忆合金国内外应用研究的现状进行了综述,介绍了Fe-Mn-Si形状记忆合金在紧固连接以及智能混凝土等方面的应用,并对其在工程应用中的发展方向做了展望.     

形状记忆合金动作元件疏水阀的研究

利用形状记忆合金(SMA)的特性开发了一种新型的热静力式蒸汽疏水阀,并论述了形状记忆合金疏水阀的结构原理和动作特性,说明了SMA弹簧的设计方法.通过与另一种热静力式蒸汽疏水阀--双金属片式疏水阀进行分析和比较,表明形状记忆合金疏水阀的开发有良好的前景.     

多晶镍钛形状记忆合金相变伪弹性特性的研究

利用四光束云纹干涉法对多晶镍钛形状记忆合金拉伸过程中的马氏体与奥氏体相互相转变以及相界面传播的现象进行了研究.从云纹图可看到,形状记忆合金发生相变时,奥氏体与马氏体的分布以及两相的界面附近的位移场分布.利用材料试验机(MTS Sintech 10/D)获得多晶镍钛形状记忆合金的应力-应变特性;通过云纹图能够发现多晶镍钛形状记忆合金拉伸过程中马氏体的发生、生长和传播规律.结果表明,云纹干涉法可以用来研究形状记忆合金的相变,且结果直观、可靠。     

铁基形状记忆合金及其记忆效应

论述了铁基形状记忆合金的研究进展和记忆效应,对六种铁基记忆合金的特性作了简介。提出了尚待解决的问题和对今后发展的看法。     

考虑温度记忆效应的形状记忆合金本构模型

近年来在形状记忆合金（Shape Memory Alloy,SMA）中发现的由于不完全马氏体逆相变引起的温度记忆效应,在智能材料与结构等领域具有潜在的应用价值,建立克服现存SMA本构模型不能考虑SMA温度记忆效应这一局限性的SMA本构模型具有理论和工程实际意义．本文在前期研究的基础上,基于作者提出的形状记忆因子的概念,综合运用热力学、连续介质力学和马氏体相变学的相关理论,建立了描述SMA的形状记忆因子、应力、温度间关系的形状记忆方程和描述SMA的应变、应力、温度间关系的力学本构方程．由形状记忆方程和力学本构方程构成的SMA本构模型,克服了现存SMA本构模型不能考虑SMA温度记忆效应的局限性．数值结果表明,该SMA本构模型能有效描述经历不完全马氏体逆相变的SMA的热力学行为,可为SMA温度记忆效应的应用研究提供理论基础．     

基于NiTi形状记忆合金精密微泵的设计

形状记忆合金(SMA)作为新型功能材料已广泛用于各种微电子机械系统(MEMS)中。此次研究是一种新型有阀微泵的设计。该微泵的结构简单,采用NiTi形状记忆合金薄膜作为微驱动薄膜,采用钢珠-弹簧作为单向阀的有阀微泵,钢珠和弹簧直径都为5mm,泵腔为直径10mm高为15mm的有机玻璃圆柱体。     

Microstructure evolution and strain recovery characteristic of proton-irradiated Ti-rich NiTi thin films

The effect of 120 ?keV proton irradiation with different fluences on the phase constitution, microstructure, and shape recovery characteristics of Ni-51.4 ?at.%Ti shape memory alloy thin films was systematically investigated. The results showed that the proton irradiation induced the formation of a multiple-layer structure at the surface of NiTi thin film. Meanwhile, the hybrid defects such as vacancies, dislocations, and nano-scale precipitates were observed in the irradiation layer. The transition temperature and shape recovery strain decreased gradually with the increasing irradiation fluence, which can be attributed to the formation of the multilayer structure and the generation of irradiation-induced defects.     

记忆合金螺旋弹簧的性能测试及设计方法

用作者研制的记忆特性测试仪对Cu-Zn-Al形状记忆合金螺旋弹簧进行测试,以其结果为依据,介绍了螺旋弹簧的设计方法。同时还指出了在使用形状记忆合金元件时必须注意的若干问题。     

基于形状记忆合金的结构振动控制研究与展望

在介绍了形状记忆合金几种重要特性的基础上,综述了国内外基于形状记忆合金的结构振动控制研究现状,指出了形状记忆合金用于结构振动控制有待解决的一些关键问题,并展望了形状记忆合金在土木结构振动控制中的应用背景。     

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。     

Low-cost (ZrCu)50-xTax high temperature shape memory alloys showing excellent shape memory effect

ZrCu-based alloys, as one of the most potential high-temperature shape memory alloys, show quite high martensitic transformation temperature, relatively low price for the raw materials, and good casting fluidity. In this work, the martensitic transformation (MT) and shape memory effect of (ZrCu)_50-xTa_x high-temperature shape memory alloys were systematically investigated. Both X ray diffraction and SEM backscattered electron image demonstrated the coexistence of the main phase monoclinic martensite phase and the second phase Ta₂Cu. SEM results also revealed that increasing Ta content resulted in a larger volume fraction of Ta₂Cu phase. Differential scanning calorimetry results showed that the MT temperatures remarkably increased with Ta addition. The ductility of the (ZrCu)_50-xTa_x alloys was reduced to some degree with increasing Ta content. The shape memory effect was improved significantly, in which (ZrCu)₉₈Ta₂ alloy showed the 6.19% maximum recovery strain during 8% pre-strain under compression at 25 ?°C.     

TiNi合金相变、形状记忆及超弹性行为研究

系统总结了陕西工学院ＴｉＮｉ形状记忆合金研究组近年来的研究成果,包括Ｎｉ含量和时效对ＴｉＮｉ形状记忆合金组织和相变行为的影响;热处理工艺对ＴｉＮｉ合金形状记忆效应的影响;形状记忆合金弹簧的设计、制作方法;ＴｉＮｉ弹簧的形状记忆及超弹性行为;ＴｉＮｉ形状记忆合金的应用等。     

Martensitic transfor mation involved mechanical behaviors and wide hysteresis of NiTiNb shape memory alloys

On the basis of thermoelastic martensitic transformation involved,the mechanical behaviors of NiTiNb shape memory alloys were experimentally studied and their wide hysteresis effect was theoretically d...