超弹性

摘要： 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,简要讨论高熵形状记忆合金与传统形状记忆合金相变机理的不同之处,并对其性能和特性进行比较分析,最后基于对现存问题的分析提出研究展望,以期为今后高熵形状记忆合金的开发和应用提供帮助。

摘要： 为探究背压、库压等参数对伸缩式水封止水性能的影响,建立了高水头伸缩式闸门水封的非线性有限元模型,对橡胶材料在止水过程中的受力性能及变形特性进行了数值仿真。首先,基于最小二乘法原理对橡胶材料单轴拉压及纯剪切的试验数据进行曲线拟合并且确定了Mooney-Rivlin本构模型参数,基于ANSYS软件建立了高水头伸缩式水封的仿真模型,通过APDL语言实现了封头接触状态的判断及侧向库水压力的循环迭代施加;其次,分析了含不同参数数量的Mooney-Rivlin模型对仿真精度的影响,并与模型试验对比验证了仿真的有效性;最后,通过参数分析研究了水封自由外伸量、接触应力、外偏移量在不同工作阶段随水封所受背压、库压以及止水面板与压板之间初始间隙变化的规律。

摘要： 形状记忆合金(Shape memory alloys,SMA)具有优异的形状记忆效应、超弹性、耐疲劳、耐腐蚀以及电阻传感等特性,在航空航天、机械电子、生物医疗等领域得到广泛应用。已开发的SMA产品中,NiTi SMA超细丝因具有更为灵敏的电阻特性和灵活的应用环境,在结构健康监测及微型机电系统中有广阔的应用前景。为了获得性能稳定的NiTi SMA超细丝,对直径25μm的常温马氏体SMA超细丝进行了循环加载试验,分析了训练方法、循环加卸载次数以及材料静置时间对NiTi超细丝的单圈滞回耗能能力、残余应变、割线刚度和等效阻尼比等力学参数的影响规律,同时对马氏体SMA的训练方法进行研究。试验结果表明,随着训练应变幅值和循环加、卸载次数的增加,马氏体状态SMA超细丝的去孪晶过程逐渐缩短,力学性能稳定性增强,且受静置时间影响的材料力学性能具有可恢复性,可为形状记忆合金超细丝在工程中应用提供试验基础。

摘要： β钛合金具有良好的力学性能、高耐蚀性以及优异的生物相容性,在生物医用材料领域备受关注。β钛合金的超弹性归因于应力诱发的β→α"马氏体相变及其逆转变。阐述了影响β钛合金超弹性的因素,归纳了提高合金超弹性的方法。通过添加合金元素调整相变温度和滑移临界应力使得应力诱发马氏体相变更易发生,延迟β相塑性变形的发生,能够获得更大的相变应变和超弹性回复。通过优化热处理工艺和加工方法调控合金的相组成、晶粒尺寸、位错密度和织构等,也可提高合金的可回复应变,增强合金的超弹性。

摘要： 磁性形状记忆合金(Magnetic Shape Memory Alloy,MSMA)作为一种新型智能材料,同传统温控形状记忆合金一样具有形状记忆效应和超弹性效应。现有的MSMA本构模型大多存在理论性强、形式繁杂、参数较多等问题,不利于实际工程应用。为此,该文借助线性化方法,建立了超弹性MSMA分段线性化应力-应变关系;引入应力择优取向马氏体变体体积分数作为内变量,基于塑性理论框架,构建了MSMA分段线性化超弹性本构模型;提出了描述临界应力与环境磁场关系的Logistic关系函数,并基于试验数据拟合了关键参数;利用所建立的本构模型对考虑磁场影响下的MSMA超弹性进行了数值模拟,并从滞回曲线形状和滞回耗能两个方面与试验结果对比。结果表明:所提出的临界应力与环境磁场关系函数拟合优度可达0.993;材料本构模型预测曲线与试验结果较为接近,理论耗能能力与试验结果误差平均为11.9%。因此,模型能够较为准确地模拟MSMA的超弹性变形过程和耗能能力,为预测考虑磁场影响的MSMA超弹性特性提供了一种简便方法。

摘要： 针对砖石古塔墙体抗震性能差的问题,提出采用形状记忆合金丝(SMA丝)对古塔墙体进行抗震加固的新技术。为研究其加固效果,对SMA丝进行了力学性能测试,分析应变幅值对其耗能的影响,并通过SMA丝加卸载训练使其保持稳定的完全超弹性状态;通过2片SMA丝加固古塔墙体模型(1片完好墙体和1片损伤墙体)和1片未加固古塔墙体模型的拟静力试验,研究SMA丝加固对古塔墙体破坏形态、滞回性能、承载力、变形能力、刚度退化规律、延性及耗能能力等抗震性能的影响。试验结果表明:采用SMA丝加固古塔墙体虽未改变墙体的破坏模式,但在一定程度上可改善其脆性破坏,显著提高墙体的承载力和耗能能力,有效限制墙体的剪切变形,延缓墙体的开裂和刚度退化;与未加固墙体相比,SMA丝加固墙体的承载力和极限位移分别提高了16.91%和22.65%,SMA丝加固损伤墙体的承载力和变形能力甚至超过了完好墙体,但其弹性段和开裂段刚度和承载力明显低于完好墙体。

摘要： 采用快速凝固技术制备Ti_(49)Ni_(51)合金棒,在10°C环境温度下对铸态合金棒进行不同循环应变(5.0%,6.0%,6.5%)下的准静态加卸载压缩试验,研究了循环应变对合金组织和性能的影响,并讨论了不同循环应变下合金的超弹性行为。结果表明:3种循环应变下试验后Ti_(49)Ni_(51)合金均由B2-TiNi基体相、Ti_(3)Ni_(4)析出相和Ti_(2)Ni析出相组成,随着循环应变增加,等轴状B2-TiNi相晶粒逐渐被拉长,Ti_(3)Ni_(4)相增多,晶界处部分Ti_(3)Ni_(4)相受挤压作用发生聚集,尺寸变大;3种循环应变下合金的应力-应变曲线均存在马氏体相变应力平台,5.0%循环应变下该应力平台较不明显;6.0%和6.5%循环应变下,随循环次数增加,耗散能下降而可恢复应变能密度增加,与循环应变为6.0%时相比,6.5%循环应变下的耗散能略低,而可恢复应变能密度较高;Ti_(49)Ni_(51)合金具有良好的超弹性;合金硬度随循环应变增加而增大。

摘要： 对Ti50Ni48Co2形状记忆合金进行了950°C保温0.5 h固溶处理、水冷及固溶处理后于400°C保温1 h时效处理和水冷。采用差示扫描量热仪检测了合金在-40~80°C的相变行为,采用X射线衍射仪检测了合金的物相,通过拉伸试验检测了合金的力学特性。结果表明:经固溶和时效处理的Ti50Ni48Co2形状记忆合金在固溶处理后的冷却过程中奥氏体B2分两步转变,即B2→R→B19′,而合金在固溶处理的加热过程中B19′马氏体相仅发生一步转变,即B19′→B2;时效处理提高了该合金的相变温度和超弹性;固溶处理和固溶处理后时效处理的Ti50Ni48Co2形状记忆合金具有相近的断裂强度,但后者的最大应变量较低。

摘要： 2022年6月9日,中国科学院金属研究所热结构复合材料团队采用高压辅助固化-常压干燥技术,通过基体微结构控制、纤维-基体协同收缩、原位界面反应制备出耐超高温隔热-承载一体化轻质碳基复合材料。碳气凝胶(CAs)因其优异的热稳定性和热绝缘性,有望成为新一代先进超高温轻质热防护系统设计的突破性解决方案。近年来,研究团队相继发展了溶胶凝胶-水相常压干燥、高压辅助固化-常压干燥2项CAs制备技术,设计了一种超低密度碳-有机混杂纤维增强体,赋予其优异的超弹性。该材料可实现高效、低成本制备,并具有低密度、低热导率和高压缩强度等性能。

摘要： 提出一种兼具自复位和高耗能的新型形状记忆合金(Shape Memory Alloys,SMA)摩擦复合阻尼器,该阻尼器由SMA杆自复位装置和摩擦耗能装置并联组成,可以实现大直径SMA杆和摩擦阻尼器协同工作。首先,对经过高温热处理的直径10 mm的SMA杆进行室温下循环拉伸试验,并对其力学性能进行数值模拟,模拟结果和试验结果吻合较好。其次,利用Abaqus有限元分析软件建立了阻尼器的数值模型,分析了位移幅值、摩擦力和SMA杆直径对阻尼器等效刚度、单位循环耗能和等效阻尼比等力学性能的影响。研究结果表明:新型SMA摩擦复合阻尼器滞回曲线呈现“旗帜”型,具有良好的自复位和耗能能力。随着摩擦力的增大,阻尼器的耗能能力增强,但残余位移变大;随着SMA杆直径的增大,阻尼器的刚度及承载力变大,同时残余位移减小。

摘要： 研究了时效处理对低间隙TiNi形状记忆合金超弹性的影响.力学实验结果表明,分别经300°C×(60min-180min)及400°C×(10min～30min)时效处理后,TiNi形状记忆合金丝材抗拉强度均大于1000MPa,经6％应交加载-卸载后,残余应变量均小于0.31％.以上两种时效处理工艺后低间隙TiNi形状记忆合金线材具有良好的力学性能及超弹性.

摘要： TiNi形状记忆合金是具有形状记忆效应和超弹性的新型功能材料,在储能器、结构振动控制、医疗器械等领域得到了广泛的应用.本文采用WDW3020微控电子万能试验机研究了热处理制度、拉伸温度、预变形量以及循环加栽次数对Ti49.2Ni50.8合金冷轧板材超弹性能的影响.结果表明:Ti49.2Ni50.8合金冷轧板材经400°C保温2h水淬处理、在60°C下拉伸到8％应变量时,合金的超弹性能最佳,而且随着循环栽荷次数的增加,残余应变量逐渐减小.

摘要： FeNiCoAl 基形状记忆合金具有高的强度和良好的超弹性，本文以Fe42.5Ni28Co17Al11.5Ta1合 金为研究对象，采用金相显微镜、X 射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和压力试验机等研究了轧制后不同时效时间处理对该合金组织和性能的影响。合金经真空熔炼后扩散退火，在1000°C下热轧成厚度为4mm的薄板，再将试样在温度为1150°C下固溶30min，水淬后冷轧至3mm薄板，再在1300°C下固溶30min，水淬后切割成多份试样，分别在600°C下时效20h，45h，60h，66h，空冷后采用线切割从时效后的试样中切取 2mm×2mm×4mm的试样在YAW4305 全自动压力试验机上的压缩实验。

摘要： 介绍了TINIX合金的力学模型，综述了TINIX形状记忆合金在有关超弹性性能方面的基础研究和应用状况.

摘要： 形状记忆聚合物在智能结构领域具有极强的应用前景,其中环氧基形状记忆聚合物(Epoxy shape memory polymers,ESMP)是研究焦点,论文针对在玻璃化转变温度(Glass transition temperature,Tg)附近及以上ESMP发生大变形时体现的材料软化效应和刚化效应进行研究.首先利用2项多项式的超弹性本构方程替换广义Maxwell模型中的线弹性响应部分,以考虑大应变条件下材料的刚化效应,构造出超弹-粘弹性本构方程,并在真应变速率恒定的条件下推导出具有解析表达式、便于工程应用的材料参数测定公式.然后采用分段线性位移曲线逼近指数变化位移曲线,进行不同应变速率的ESMP单轴拉伸试验,利用其中一组数据拟合得到所推导本构方程的材料参数,并利用ESMP在Tg附近及以上体积不可压缩性特点,推导三维状态材料参数.最后采用所推导的本构方程对各组应变速率的拉伸试验进行计算,试验结果与计算结果取得了较高的一致性.此外,发现随应变速率增大,由材料粘性引起的软化效应及由超弹性引起的刚化效应增强;且应变速率大的切线模量总是大于应变速率小的切线模量.

摘要： 形状记忆合金已逐步应用于电力电器行业.本文介绍了形状记忆合金的形状记忆特性和超弹性,综述了国内外形状记忆合金在电力电器行业中的应用现状,指出了形状记忆合金与电力电器有机结合的技术趋势,展望了形状记忆合金在电力电器中的应用前景.

摘要： 随着橡胶材料在工业中的广泛应用，人们对橡胶材料的力学性能研究愈加深入，本文主要介绍了以ABAQUS软件为使用平台，建立简化有限元模型，来表征橡胶材料的力学性能．

摘要： 纤维增强树脂基复合材料是一种具有优异力学性能的先进复合材料，并且大部分的纤维增强树脂基复合材料具有物理非线性和几何非线性的特性.其应用领域非常的广泛.在复合材料中，应力从基体传递到纤维，纤维起着增强材料的作用，是外力的主要承担者.因此，所采用纤维的性能.体分比以及分布形式决定了复合材料的力学性能.

摘要： 纤维增强树脂基复合材料是一种具有优异力学性能的先进复合材料，并且大部分的纤维增强树脂基复合材料具有物理非线性和几何非线性的特性.其应用领域非常的广泛.在复合材料中，应力从基体传递到纤维，纤维起着增强材料的作用，是外力的主要承担者.因此，所采用纤维的性能.体分比以及分布形式决定了复合材料的力学性能.

摘要： 纤维增强树脂基复合材料是一种具有优异力学性能的先进复合材料，并且大部分的纤维增强树脂基复合材料具有物理非线性和几何非线性的特性.其应用领域非常的广泛.在复合材料中，应力从基体传递到纤维，纤维起着增强材料的作用，是外力的主要承担者.因此，所采用纤维的性能.体分比以及分布形式决定了复合材料的力学性能.

摘要： 本发明公开了一种基于抗菌纳米银/碳纳米管微球/复型弹性表面的超疏水弹性体及其制备方法，属于医用复合材料技术领域。所述制备方法包括将碳纳米管微球置于银离子溶液中吸附、还原、灼烧得到纳米银粒子负载碳纳米管微球，然后经过偶联剂改性，再与低表面能医用弹性体、改性配合剂混合均匀，最后用具有特定表面微观形貌的模具进行复型硫化，得到表面具有纳米银粒子‑碳纳米管微球‑复型突起三重微观形貌的超疏水抗菌弹性体复合材料。本发明的有益效果在于本发明提供的超疏水抗菌弹性体复合材料，具有良好的抗菌作用和力学性能，可用作医用输液胶管、医用胶塞等制品。

摘要： 一种仿生启发的具有超韧、超拉伸及自修复高回弹性聚氨酯弹性体的制备方法，原料包括聚四氢呋喃、1,6‑己二异氰酸酯，乙酰丁内酯，碳酸胍，2,6‑二氨基吡啶，无水三氯化铁等。制备包括以下步骤：1)合成多重氢键单体；2)含有多重氢键及金属络合键的弹性体制备；本发明的优点在于：聚氨酯弹性体网络中含有大量的多重氢键和金属络合键，因此弹性体具有优异的力学性能：超韧、超拉伸。非共价键的动态可逆性赋予了该弹性体自修复性。该弹性体制备方法简单，原料丰富，与传统的聚氨酯弹性体相比，具有可调控的韧性、拉伸性，及优异的自修复性和高回弹性，在可穿戴，密封垫，热熔胶等领域有潜在的应用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于抗菌纳米银/碳纳米管微球/复型弹性表面的超疏水弹性体及其制备方法，属于医用复合材料技术领域。所述制备方法包括将碳纳米管微球置于银离子溶液中吸附、还原、灼烧得到纳米银粒子负载碳纳米管微球，然后经过偶联剂改性，再与低表面能医用弹性体、改性配合剂混合均匀，最后用具有特定表面微观形貌的模具进行复型硫化，得到表面具有纳米银粒子‑碳纳米管微球‑复型突起三重微观形貌的超疏水抗菌弹性体复合材料。本发明的有益效果在于本发明提供的超疏水抗菌弹性体复合材料，具有良好的抗菌作用和力学性能，可用作医用输液胶管、医用胶塞等制品。

摘要： 本发明公开了一种超弹性镍钛合金‑弹性树脂复合体及制备方法，该复合体包括超弹性镍钛合金基材以及附着于基材的至少部分表面上的弹性树脂层，附着有弹性树脂层的基材表面分布有凹坑，弹性树脂层中的部分树脂填充于凹坑中。本发明还公开了一种经表面处理的超弹性镍钛合金及其制备方法，包括将超弹性镍钛合金先后用酸和碱进行蚀刻。本发明还公开了一种电子产品外壳。采用本发明的方法对超弹性镍钛合金进行表面处理，能够在超弹性镍钛合金表面形成密集分布的凹坑，制备的超弹性镍钛合金‑弹性树脂复合体中，树脂层与超弹性镍钛合金基材之间具有较高的结合力，适于作为各种电子产品的外壳。

摘要： 本发明涉及一种切割刀具组件(10)，其包括刀具主轴箱(11)，所述刀具主轴箱(11)具有用于接收切割插入件(13)的底座(12)。所述切割刀具组件包括超弹性材料(15)，其被设置成控制所述切割刀具组件的回弹性以及阻尼冲击力以及局部振动。所述超弹性材料可被设置成层或涂层、或者呈由超弹性材料所制成的整个刀具部件的形式。

摘要： 本发明公开了一种低弹性模量超弹性镍钛合金丝材加工方法，包括以下步骤：步骤一、将镍钛丝材热拉拔至成品丝材截面积的1/(70±10％)的特定尺寸；步骤二、在室温下对特定尺寸的丝材进行0‑30％的变形量进行半成品冷拉拔，再在液氮冷却下进行10‑40％的变形量的成品冷拉拔；步骤三、成品冷拉拔后的镍钛丝材在350‑550°C进行在线矫直，矫直速度20‑40m/min，获得低弹性模量超弹性镍钛合金丝材。通过本发明加工方法可高效率加工得到低弹性模量超弹性镍钛丝材，丝材7％加载应变残余小于0.3％，弹性模量降低约20％，具有优良的超弹性和更好的柔度，适合加工医疗用镍钛合金丝材。

摘要： 本发明公开了一种超弹性镍钛合金-弹性树脂复合体及制备方法，该复合体包括超弹性镍钛合金基材以及附着于基材的至少部分表面上的弹性树脂层，附着有弹性树脂层的基材表面分布有凹坑，弹性树脂层中的部分树脂填充于凹坑中。本发明还公开了一种经表面处理的超弹性镍钛合金及其制备方法，包括将超弹性镍钛合金先后用酸和碱进行蚀刻。本发明还公开了一种电子产品外壳。采用本发明的方法对超弹性镍钛合金进行表面处理，能够在超弹性镍钛合金表面形成密集分布的凹坑，制备的超弹性镍钛合金-弹性树脂复合体中，树脂层与超弹性镍钛合金基材之间具有较高的结合力，适于作为各种电子产品的外壳。

摘要： 本发明涉及一种超弹性导电纤维和超弹性纤维状超级电容器的制备方法，所述的高弹性导电纤维是利用嵌段共聚物溶液与导电填料分散液混合后，通过湿法纺丝制备内部具有导电通路的高弹性导电纤维，然后通过在表面及内部沉积金属纳米粒子进一步提升复合纤维的导电性，然后使用胶体电解液制备全固态可牵伸柔性纤维状超级电容器，该制备方法过程简单，所制备的纤维弹性好，伸长率高，电导率高，更适合用于柔性可牵伸纤维状超级电容器的电极材料。

摘要： 本发明公开了一种疏水自愈超弹性聚氨酯弹性体制备的新方法。首先以硫醇和小分子氟醇为原料制备含有双硫键和丰富氟原子的双生型扩链剂；再将原料异氰酸酯、多元醇和双生型扩链剂一次性投料反应，以“一锅煮”的方法制备含有交替分布短硬段节点的聚氨酯弹性体。本发明操作简单易行并且成本低耗时短，制备的聚氨酯弹性体具有优异的疏水性自愈性和超弹性，可在40°C下进行修复，同时其拉伸强度可达到12.469MPa，断裂伸长率可达747.2%，在500%应变下被拉伸1000次后，可回复至原来的96.5%。

摘要： 本发明公开了一种低弹性模量超弹性镍钛合金丝材加工方法，包括以下步骤：步骤一、将镍钛丝材热拉拔至成品丝材截面积的1/(70±10％)的特定尺寸；步骤二、在室温下对特定尺寸的丝材进行0‑30％的变形量进行半成品冷拉拔，再在液氮冷却下进行10‑40％的变形量的成品冷拉拔；步骤三、成品冷拉拔后的镍钛丝材在350‑550°C进行在线矫直，矫直速度20‑40m/min，获得低弹性模量超弹性镍钛合金丝材。通过本发明加工方法可高效率加工得到低弹性模量超弹性镍钛丝材，丝材7％加载应变残余小于0.3％，弹性模量降低约20％，具有优良的超弹性和更好的柔度，适合加工医疗用镍钛合金丝材。