铁磁形状记忆合金复合材料力学性能试验研究

摘要

为了改善NiMnGa合金自身易损伤,不易加工成型的缺陷,且能更好地体现NiMnGa合金的力学性能,将NiMnGa合金与环氧树脂结合,为该材料在实际工程中的应用提供依据。通过机械研磨的方法,获得不同尺寸的NiMnGa合金颗粒,在常温条件下,将NiMnGa合金颗粒与E51环氧树脂混合均匀,静置固化得到复合材料试件。对不同的复合材料试件进行压缩-卸载试验,从细观力学的角度分析不同体积分数和不同尺寸各向同性的NiMnGa合金复合材料试件的应力-应变曲线,研究了NiMnGa合金颗粒对树脂基的增强效果。分析实验结果表明:在温度不变,外力相同条件下,复合材料相比NiMnGa合金而言,应变相同时需要的应力值更大,并且在压应力卸载为0后,复合材料会有较小的残余应变。因为环氧树脂基体包裹合金颗粒,所以NiMnGa合金颗粒在产生应变时会受到阻碍,由于基体的存在,传递到NiMnGa合金颗粒的外载荷较小,大部分载荷由环氧树脂基体承担,这样可以改善合金颗粒易碎的缺点。不同尺寸的NiMnGa合金颗粒影响复合材料的应力应变,但复合材料发生马氏体变体重取向的临界应力约为40 MPa。随着合金颗粒含量的增加,压缩应力卸载后,复合材料产生的残余应变会更大,这样复合材料缓冲的效果更好。