TiNi形状记忆合金

摘要： TiNi形状记忆合金因为具有独特的形状记忆效应或超弹性,在生物医用领域得到应用.但是含有的镍可能造成过敏反应和医用金属的生物惰性受到医学和材料学者的关注.羟基磷灰石因为具有优良的生物相容性而广泛用于涂层材料.表面改性是改善TiNi合金基体的生物相容性的有效途径之一.本文介绍并讨论医用TiNi合金的表面改性方法及形成的特殊功能层与基体表层低镍化、耐蚀性、抗菌性、耐磨性和磷灰石诱导形成能力间的关系.

摘要： 采用一种超声辅助激光钎焊的方法,对低熔点的Al基钎料在TiNi形状记忆合金合金表面进行了润湿性实验.研究结果表明:随超声时间增加,钎料铺展面积先增大后减少,润湿角先减小后增大.钎料润湿前沿存在Al2Si,Al3Si,AlSi等相,钎料熔滴中心靠近界面处,AlSi和AlSiTi相的晶粒尺寸及其中Si元素的含量均随超声时间增加而逐渐增大;随着激光功率的降低,钎料铺展面积逐渐降低,润湿角逐渐增大,在钎料熔滴中心靠近界面处生长出宽度小于10μm的AlSi(Ti,Ni)金属间化合物.当超声振动时间为1.0s,激光功率470W,母材表面粗糙度为0.03μm时,实验获得的最大铺展面积为106.45mm2,最小润湿角为16°.

摘要： 采用纯Ni丝作为填充材料,以低功率脉冲激光作为热源实现了厚0.2 mm的超薄片状TiNi形状记忆合金/不锈钢异种材料的良好连接,通过正交试验以获得最大接头抗拉强度为目标对工艺参数进行了优化,研究脉冲功率百分比、脉冲宽度等工艺参数对焊缝成形的影响,并对接头做了拉伸试验.结果表明:当脉冲功率百分比为15％、脉冲宽度4 ms、脉冲频率6 Hz时,接头能够获得570 MPa的最大抗拉强度,达到TiNi形状记忆合金母材强度的70％,不锈钢母材的90％;脉冲功率百分比主要影响焊缝熔深,脉冲宽度主要影响焊缝熔宽;焊缝区组织、强度分布不均匀,在TiNi合金侧发生断裂.

摘要： 应用两组奥氏体态TiNi合金环作为耗能元件设计了一种新型阻尼器.介绍了该阻尼器的结构特点及工作原理,利用振动台试验测试了合金环层数、纵向预变形及载荷对该阻尼器的振动响应特性的影响.研究结果表明,该阻尼器具有较复杂的振动响应变化规律,不同于单自由度系统,在低频段(0～10Hz),振动过程传递率始终小于1,即始终处于隔振区,表明此时该阻尼器具有优良的减振能力;同时增加合金环层数和纵向预变形可有效改善其减振效果.

摘要： TiNi形状记忆合金由于具有优异的超弹性和形状记忆效应等性能而被大量地应用于工业生产中。然而，形状记忆合金的传统加工相当复杂。因此，研究TiNi形状记忆合金的电火花线切割加工(WEDM)性能。采用L27正交阵列以尽量减少实验。在不同的脉冲持续时间、脉冲关断时间、伺服电压、冲洗压力和线速度条件下进行实验。为同步优化提出一种利用Taguchi设计与实用理念的多响应优化方法。通过对信噪比(S/N)的均值分析和方差分析，确定最佳参数水平。Taguchi分析表明：1μs脉冲持续时间、3.8μs脉冲关断时间、40 V伺服电压、1.8×105 Pa冲洗压强和8 m/min线速度，有利于同时使材料去除率最大化和表面粗糙度最小化。TiNi形状记忆合金电火花线切割加工的优化结果表明：脉冲持续时间显著影响材料去除率和表面粗糙度。在较长的脉冲持续时间时，在加工表面可观察到放电坑、微裂纹和重铸层。%TiNi shape memory alloys (SMAs) have been normally used as the competent elements in large part of the industries due to outstanding properties, such as super elasticity and shape memory effects. However, traditional machining of SMAs is quite complex due to these properties. Hence, the wire electric discharge machining (WEDM) characteristics of TiNi SMA was studied. The experiments were planned as perL27orthogonal array to minimize the experiments, each experiment was performed under different conditions of pulse duration, pulse off time, servo voltage, flushing pressure and wire speed. A multi-response optimization method using Taguchi design with utility concept has been proposed for simultaneous optimization. The analysis of means (ANOM) and analysis of variance (ANOVA) on signal to noise (S/N) ratio were performed for determining the optimal parameter levels. Taguchi analysis reveals that a combination of 1 µs pulse duration, 3.8 µs pulse off time, 40 V servo voltage, 1.8×105 Pa flushing pressure and 8 m/min wire speed is beneficial for simultaneously maximizing the material removal rate (MRR) and minimizing the surface roughness. The optimization results of WEDM of TiNi SMA also indicate that pulse duration significantly affects the material removal rate and surface roughness. The discharged craters, micro cracks and recast layer were observed on the machined surface at large pulse duration.

摘要： 由于TiNi合金与钛合金的物理和化学性能差异较大,故其焊接性较差,焊缝区易形成大量的金属间化合物并产生裂纹.为实现上述材料的良好连接、提高接头性能,本文对采用激光焊连接0.2 mm厚TiNi形状记忆合金和TC4钛合金异种材料进行了探索.分别采用直接对接焊和手工填丝焊的方法,研究了焊接接头的微观组织和力学性能.结果表明,直接对接焊时焊缝中心产生了纵向裂纹;手工填丝焊则通过合适的焊接工艺,改善了焊缝成形,避免了裂纹的产生.较优的焊接工艺参数为功率百分比18％、脉冲宽度3 ms、脉冲频率3 Hz;在界面区,Ni与TC4形成的过渡层宽度约为2μm,Ni与TiNi形成的过渡层宽度约为0.5 μm.接头最大抗拉强度为332MPa,断裂位置发生在靠近TiNi侧的熔合线附近.

摘要： 为探索焊缝金属逆相变温度随时效处理工艺的变化规律,利用OM、SEM、DSC对母材和经过时效处理的激光焊缝金属的组织形貌、析出相分布及逆相变温度进行了研究.结果表明,焊缝金属逆相变开始温度As和结束温度Af对焊接工艺参数不敏感,但时效处理能够明显提高焊缝金属的逆相变温度,其中As升高的更快,且焊缝金属As、Af与时效时间呈近线性关系.时效处理能明显提高焊缝金属的As、Af,其机理是时效促进了沉淀相析出,沉淀相对基体相的钉扎作用增加了低温马氏体的稳定性;另外,富Ni沉淀相的析出导致基体相Ni含量降低,也促进了As、Af升高.

摘要： 采用纯镍中间夹层和激光焊技术，连接TiNi 形状记忆合金丝和不锈钢丝异种材料。对比分析了加镍夹层与未加镍夹层的激光焊接头的组织和性能。结果表明，与未加镍夹层的接头相比，加镍夹层的接头组织和性能得到明显改善，接头组织中g-Fe 相含量增加，TiFe2，TiCr2 等金属间化合物相含量减少，焊缝区硬度明显降低，接头抗拉强度提高。未加镍夹层的接头的抗拉强度仅为187MPa，断口呈现典型的脆性断裂特征。加镍夹层后，接头抗拉强度提高至372MPa，断口具有脆-韧混合型断裂特征。

摘要： 采用纯镍中间夹层和激光焊技术，连接TiNi 形状记忆合金丝和不锈钢丝异种材料。对比分析了加镍夹层与未加镍夹层的激光焊接头的组织和性能。结果表明，与未加镍夹层的接头相比，加镍夹层的接头组织和性能得到明显改善，接头组织中g-Fe 相含量增加，TiFe2，TiCr2 等金属间化合物相含量减少，焊缝区硬度明显降低，接头抗拉强度提高。未加镍夹层的接头的抗拉强度仅为187MPa，断口呈现典型的脆性断裂特征。加镍夹层后，接头抗拉强度提高至372MPa，断口具有脆-韧混合型断裂特征。

摘要： 采用纯镍中间夹层和激光焊技术，连接TiNi 形状记忆合金丝和不锈钢丝异种材料。对比分析了加镍夹层与未加镍夹层的激光焊接头的组织和性能。结果表明，与未加镍夹层的接头相比，加镍夹层的接头组织和性能得到明显改善，接头组织中g-Fe 相含量增加，TiFe2，TiCr2 等金属间化合物相含量减少，焊缝区硬度明显降低，接头抗拉强度提高。未加镍夹层的接头的抗拉强度仅为187MPa，断口呈现典型的脆性断裂特征。加镍夹层后，接头抗拉强度提高至372MPa，断口具有脆-韧混合型断裂特征。

摘要： 采用纯镍中间夹层和激光焊技术，连接TiNi 形状记忆合金丝和不锈钢丝异种材料。对比分析了加镍夹层与未加镍夹层的激光焊接头的组织和性能。结果表明，与未加镍夹层的接头相比，加镍夹层的接头组织和性能得到明显改善，接头组织中g-Fe 相含量增加，TiFe2，TiCr2 等金属间化合物相含量减少，焊缝区硬度明显降低，接头抗拉强度提高。未加镍夹层的接头的抗拉强度仅为187MPa，断口呈现典型的脆性断裂特征。加镍夹层后，接头抗拉强度提高至372MPa，断口具有脆-韧混合型断裂特征。

摘要： 采用纯镍中间夹层和激光焊技术，连接TiNi 形状记忆合金丝和不锈钢丝异种材料。对比分析了加镍夹层与未加镍夹层的激光焊接头的组织和性能。结果表明，与未加镍夹层的接头相比，加镍夹层的接头组织和性能得到明显改善，接头组织中g-Fe 相含量增加，TiFe2，TiCr2 等金属间化合物相含量减少，焊缝区硬度明显降低，接头抗拉强度提高。未加镍夹层的接头的抗拉强度仅为187MPa，断口呈现典型的脆性断裂特征。加镍夹层后，接头抗拉强度提高至372MPa，断口具有脆-韧混合型断裂特征。

摘要： 采用纯镍中间夹层和激光焊技术，连接TiNi 形状记忆合金丝和不锈钢丝异种材料。对比分析了加镍夹层与未加镍夹层的激光焊接头的组织和性能。结果表明，与未加镍夹层的接头相比，加镍夹层的接头组织和性能得到明显改善，接头组织中g-Fe 相含量增加，TiFe2，TiCr2 等金属间化合物相含量减少，焊缝区硬度明显降低，接头抗拉强度提高。未加镍夹层的接头的抗拉强度仅为187MPa，断口呈现典型的脆性断裂特征。加镍夹层后，接头抗拉强度提高至372MPa，断口具有脆-韧混合型断裂特征。

摘要： 采用纯Cu中间层,对TiNi形状记忆合金丝脉冲激光焊接进行研究.利用光学显微镜,扫描电镜,微区XRD等分析测试手段,研究了TiNi形状记忆合金丝激光焊接头的微观组织特点.为研究接头的力学性能和形状记忆效应,对其进行拉伸和弯曲试验.结果表明,焊缝区组织分布不均匀,不同形貌区域的成分差别较大,XRD分析焊缝区生成了B2,B19',Ti3Ni4,Cu基固溶体及Cu与Ti的金属间化合物相CuTi,Cu4Ti3,Cu3Ti2,Cu3Ti等.TiNi形状记忆合金激光焊接头抗拉强度为489~536MPa,断口呈典型的韧-脆混合断裂特征.形状记忆恢复率达99%以上.

摘要： 采用纯Cu中间层,对TiNi形状记忆合金丝脉冲激光焊接进行研究.利用光学显微镜,扫描电镜,微区XRD等分析测试手段,研究了TiNi形状记忆合金丝激光焊接头的微观组织特点.为研究接头的力学性能和形状记忆效应,对其进行拉伸和弯曲试验.结果表明,焊缝区组织分布不均匀,不同形貌区域的成分差别较大,XRD分析焊缝区生成了B2,B19',Ti3Ni4,Cu基固溶体及Cu与Ti的金属间化合物相CuTi,Cu4Ti3,Cu3Ti2,Cu3Ti等.TiNi形状记忆合金激光焊接头抗拉强度为489~536MPa,断口呈典型的韧-脆混合断裂特征.形状记忆恢复率达99%以上.

摘要： 采用纯Cu中间层,对TiNi形状记忆合金丝脉冲激光焊接进行研究.利用光学显微镜,扫描电镜,微区XRD等分析测试手段,研究了TiNi形状记忆合金丝激光焊接头的微观组织特点.为研究接头的力学性能和形状记忆效应,对其进行拉伸和弯曲试验.结果表明,焊缝区组织分布不均匀,不同形貌区域的成分差别较大,XRD分析焊缝区生成了B2,B19',Ti3Ni4,Cu基固溶体及Cu与Ti的金属间化合物相CuTi,Cu4Ti3,Cu3Ti2,Cu3Ti等.TiNi形状记忆合金激光焊接头抗拉强度为489~536MPa,断口呈典型的韧-脆混合断裂特征.形状记忆恢复率达99%以上.

摘要： 采用纯Cu中间层,对TiNi形状记忆合金丝脉冲激光焊接进行研究.利用光学显微镜,扫描电镜,微区XRD等分析测试手段,研究了TiNi形状记忆合金丝激光焊接头的微观组织特点.为研究接头的力学性能和形状记忆效应,对其进行拉伸和弯曲试验.结果表明,焊缝区组织分布不均匀,不同形貌区域的成分差别较大,XRD分析焊缝区生成了B2,B19',Ti3Ni4,Cu基固溶体及Cu与Ti的金属间化合物相CuTi,Cu4Ti3,Cu3Ti2,Cu3Ti等.TiNi形状记忆合金激光焊接头抗拉强度为489~536MPa,断口呈典型的韧-脆混合断裂特征.形状记忆恢复率达99%以上.

摘要： 本发明是一种富Ni态TiNi形状记忆合金双程记忆特性的赋予方法，该方法对约束态冷成型TiNi形状记忆合金施加高能电刺激作用，能在较低的温度150～250°C范围内，引起的焦耳热效应与电子风效应的耦合作用，促进合金内部缺陷(比如：位错)沿约束应力方向取向排列，使马氏体变体定向生长，从而将冷成型状态“记住”为高温形状，将高温时效态“记住”为低温形状，配合机械训练方法形成了该种电刺激－机械训练方法，赋予了富Ni态TiNi形状记忆合金“热胀冷缩”式双程形状记忆性能，该方法能够很大程度上缩短高能电刺激作用与马氏体相转变交替循环周期时长，有利于提高生产效率，降低能耗。

摘要： 本发明涉及一种TiNi形状记忆合金丝增强镁合金复合材料的制备方法，属于金属基复合材料制备的技术领域。所述方法为：镁合金板和TiNi形状记忆合金丝先形成复合材料预制件，进行真空热压得到复合体；复合体进行变形处理后，得到一种TiNi形状记忆合金丝增强镁合金复合材料。在低温条件下将复合体进行变形处理后，升温到马氏体逆相变温度以上，得到的TiNi形状记忆合金丝增强镁合金复合材料中的TiNi形状记忆合金丝发生马氏体逆相变并恢复原始形状，基体镁合金的约束使其难以恢复形状，从而在复合材料内部产生压应力，使复合材料实现自增强效果。

摘要： 本发明公开了一种TiNi形状记忆合金丝增强铝合金复合材料的制备方法，属于金属基复合材料的制备技术领域。所述方法是在铝合金基体的侧壁上等距离的加工深度为1.5～2mm的凹槽；将TiNi形状记忆合金丝沿凹槽紧密的缠绕在铝合金基体上，并将TiNi形状记忆合金丝两端固定，得到复合板材1；将复合板材1夹在两块未加工凹槽的铝合金基体之间并固定，放入模具，预压处理，边升温边加压，至600～620°C，45～60Mpa时保温2～3h，随炉冷却，得到所述TiNi形状记忆合金丝增强铝合金复合材料；所述制备工艺简单，制备的TiNi形状记忆合金丝增强铝合金复合材料常温下TiNi形状记忆合金丝为奥氏体状态，使用时无需加热到高温，极大的简化了材料的制备和使用过程。

摘要： 本发明公开了基于镀镍与热扩散退火制备TiNi形状记忆合金箔材的方法，以纯钛箔材为基底，在上面镀以纯镍，或纯镍箔材为基底，在上面镀钛；再在真空或者惰性气体保护环境下进行热扩散退火，最后形成钛镍形状记忆合金箔材。所述纯钛或纯镍箔材基底的厚度在0.001毫米～0.2毫米之间。本发明提供的TiNi形状记忆合金箔材制备方法通过控制镀镍层与钛箔基底的厚度比以控制最终的TiNi合金成分，具有工艺简单，成分控制方便的优点，较好地解决了当前生产超薄TiNi形状记忆合金箔材面临的合金冷轧性能差，热轧时又会让合金箔材表面氧化的难题。

摘要： 本发明公开了一种梯度TiNi形状记忆合金的电子束熔丝增材制造方法，属于增材制造技术领域。本发明以Ti50Ni50(at.％)合金丝为原材料，在电子束熔丝沉积设备上，在TA11纯钛基板上，按照CAD规划的路径，确定电子束熔丝沉积TiNi形状记忆合金的工艺窗口，并设置30s的层间冷却时间，以往复扫描的方式制备出一系列成形良好、组织致密、性能优异的梯度TiNi形状记忆合金。该方法对缩短加工流程、制备复杂构型的TiNi形状记忆合金部件具有极大的作用，且可以拓展到其他高熔点高活性合金的近净成形，实现复杂构型的结构‑功能一体化快速制备。

摘要： 一种基于TiNi形状记忆合金薄膜的可动态调控的多功能太赫兹超材料器件。本发明涉及太赫兹超材料功能器件领域，具体涉及一种基于TiNi形状记忆合金薄膜的可动态调控的多功能太赫兹超材料器件。本发明是为解决现有太赫兹超材料存在的结构复杂、调控范围受限以及器件功能单一的问题。它包括衬底和开口谐振环结构薄膜层；所述开口谐振环结构薄膜层包括N×N个开口谐振环结构周期单元，所述开口谐振环结构周期单元包括一个单开口谐振环结构和对称设置在单开口谐振环结构开口处的两个可弯曲臂结构。本发明用于可动态调控的多功能太赫兹超材料器件。

摘要： 本发明是一种富Ni态TiNi形状记忆合金双程记忆特性的赋予方法，该方法对约束态冷成型TiNi形状记忆合金施加高能电刺激作用，能在较低的温度150～250°C范围内，引起的焦耳热效应与电子风效应的耦合作用，促进合金内部缺陷(比如：位错)沿约束应力方向取向排列，使马氏体变体定向生长，从而将冷成型状态“记住”为高温形状，将高温时效态“记住”为低温形状，配合机械训练方法形成了该种电刺激－机械训练方法，赋予了富Ni态TiNi形状记忆合金“热胀冷缩”式双程形状记忆性能，该方法能够很大程度上缩短高能电刺激作用与马氏体相转变交替循环周期时长，有利于提高生产效率，降低能耗。

摘要： 本发明涉及一种TiNi形状记忆合金丝增强镁合金复合材料的制备方法，属于金属基复合材料制备的技术领域。所述方法为：镁合金板和TiNi形状记忆合金丝先形成复合材料预制件，进行真空热压得到复合体；复合体进行变形处理后，得到一种TiNi形状记忆合金丝增强镁合金复合材料。在低温条件下将复合体进行变形处理后，升温到马氏体逆相变温度以上，得到的TiNi形状记忆合金丝增强镁合金复合材料中的TiNi形状记忆合金丝发生马氏体逆相变并恢复原始形状，基体镁合金的约束使其难以恢复形状，从而在复合材料内部产生压应力，使复合材料实现自增强效果。

摘要： 本发明公开了一种TiNi形状记忆合金丝增强铝合金复合材料的制备方法，属于金属基复合材料的制备技术领域。所述方法是在铝合金基体的侧壁上等距离的加工深度为1.5～2mm的凹槽；将TiNi形状记忆合金丝沿凹槽紧密的缠绕在铝合金基体上，并将TiNi形状记忆合金丝两端固定，得到复合板材1；将复合板材1夹在两块未加工凹槽的铝合金基体之间并固定，放入模具，预压处理，边升温边加压，至600～620°C，45～60Mpa时保温2～3h，随炉冷却，得到所述TiNi形状记忆合金丝增强铝合金复合材料；所述制备工艺简单，制备的TiNi形状记忆合金丝增强铝合金复合材料常温下TiNi形状记忆合金丝为奥氏体状态，使用时无需加热到高温，极大的简化了材料的制备和使用过程。

摘要： 本发明公开了一种TiNi形状记忆合金丝与不锈钢连接的焊接工艺方法。包括清洗TiNi形状记忆合金丝以去除油污及氧化层；将清洗后的TiNi形状记忆合金丝分别从不锈钢管两端送入，焊点的位置在距离不锈钢两端的位置；可选两种模式进行焊接，焊接电极材料为氧化铝铜，焊接全过程在惰性气体的保护下进行。所述方法适合于小型产品，不仅使焊接接头具有较好的力学性能且不改变TiNi合金丝的记忆效果，保证焊接接头表面形貌良好，从而提高TiNi形状记忆合金丝与不锈钢连接形成的食管网状支架在医疗领域使用的安全性和可靠性。