NiTiHf高温形状记忆合金研究进展
轻质高强高阻尼NiTi形状记忆合金与复合材料的制备及其性能研究
结论
本次演示对NiTi形状记忆合金与复合材料的制备及其性能进行了详细的研究。 通过选用合适的材料、采用合适的制备方法和测试手段，成功地制备出了具有轻 质、高强、高阻尼等优异性能的NiTi形状记忆合金与复合材料。
通过研究，我们发现NiTi形状记忆合金具有形状记忆效应、高阻尼性能等优 点，但其密度较大；而复合材料的密度较低、强度和刚度高，可以显著提高材料 的综合性能。因此，将NiTi形状记忆合金与复合材料相结合，可以充分发挥二者 的优势，为各领域的实际应用提供了新的材料选择。
结论
NiTi形状记忆合金因其良好的超弹性、生物相容性和耐腐蚀性等特点，在医 学领域中有着广泛的应用。通过深入研究和改进这种材料的性能，可以进一步提 高其医学应用效果，为患者提供更好的治疗选择。
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形状记忆合金的原ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与应用
形状记忆合金的形状记忆效应源于材料的微观结构变化。在一定温度范围内， 形状记忆合金可以被塑造成各种形状。当受到外界刺激（如加热或磁场）时，材 料的微观结构发生变化，导致材料恢复到原始形状。
形状记忆合金在许多领域都有应用，如空间结构复位、医疗等。在空间结构 复位方面，由于形状记忆合金具有优良的形状记忆效应和轻质高强等特点，可用 于制作空间结构中的各种功能件，如太阳能电池板、天线等。在医疗领域，形状 记忆合金可用于制作人工关节、血管夹等医疗器械，提高医疗水平和患者生活质 量。
随着科技的不断发展，我们对材料性能的要求也越来越高。作为一种具有优 异性能的材料，NiTi形状记忆合金将在未来发挥更加重要的作用。通过进一步研 究和改进，我们有信心能够更好地利用这种材料的伪弹性特性和微结构机理，为 人类社会的发展做出更大的贡献。
引言
NiTi形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的材料，因其具有良好的超弹性、 生物相容性和耐腐蚀性等特点，在医学领域中得到了广泛应用。本次演示主要探 讨NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究。
NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究的开题报告
NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究的开题报告题目：NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究摘要：NiTi形状记忆合金是一种具有特殊功能的金属材料，在医学领域中具有广泛的应用价值。
本文通过对NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用进行研究，拟探讨其在医学领域中的应用前景与发展趋势。
首先，介绍了NiTi形状记忆合金的基本特性以及制备工艺；其次，重点分析了NiTi形状记忆合金的超弹性机制及其应用；最后，阐述了合金在骨科、牙科、心血管等医学领域中的广泛应用现状和展望，同时提出了未来研究方向和需求。
关键词：NiTi形状记忆合金；超弹性；医学应用1. 研究背景NiTi形状记忆合金是一种基于铳弹性的金属材料，具有记忆效应和超弹性等独特特性。
近年来，其在医学领域中的应用越来越广泛，如在骨科、牙科、心血管等领域中广受瞩目。
此外，除了医学应用，其在航空航天、汽车、机械等领域中也有着广泛应用前景。
因此，对于NiTi形状记忆合金的研究具有重要的理论和应用价值。
2. 研究内容（1）NiTi形状记忆合金的基本特性和制备工艺分析；（2）NiTi形状记忆合金的超弹性机制分析及其应用；（3）NiTi形状记忆合金在医学领域中的应用现状和展望；（4）未来研究方向和需求探讨。
3. 研究方法本研究将采用实验室实验、文献综述和调研问卷等方法，全面、系统地分析NiTi形状记忆合金的超弹性机制及医学应用。
4. 预期成果（1）对NiTi形状记忆合金的超弹性有全面的认识；（2）对其在医学领域中的应用现状和未来趋势有深刻的理解；（3）提出新的研究方向和未来研究需求；（4）为医学领域中NiTi形状记忆合金的应用提供一定的理论和应用基础。
5. 研究意义本研究对于NiTi形状记忆合金的超弹性机制和医学应用具有重要的理论和应用等方面的意义。
对于医学领域中NiTi形状记忆合金的应用提供了新的思路和发展方向，有助于推动医学领域中医疗设备的发展和创新。
NiTi基形状记忆合金弹热效应及其应用研究进展
材料工程第49卷第3期2021年3月第1—13页Journal of Materials EngineeringVol.49No.3 Mar.2021pp.1―13NiTi基形状记忆合金弹热效应及其应用研究进展Research progress in elastocaloric effect and itsapplication of NiTi-based shape memory alloys朱雪洁S钟诗江S杨晓霞2,张学习S钱明芳S耿林1(1哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001;2山东大学材料科学与工程学院，济南250014)ZHU Xue-ie1,ZHONG Shi-iang】,YANG Xiao-xia2,ZHANG Xue-xi1,QIAN Ming-fang1,GENG Un1(1School of Materials Science and Engineering,Harbin Institute ofTechnology?Harbin150001,China2School of Materials Scienceand Engineering,Shandong University?J inan250014,China)摘要：NiTi合金作为性能最优异的形状记忆合金之一，已经广泛应用于航空航天、电子、建筑、生物医学等领域。
近年来，NiTi基合金极佳的力学性能、巨大的弹热效应和良好的机械加工性使其在弹热制冷领域引起了广泛关注。
然而，传统NiTi二元合金超弹性应力滞后大，超弹性和弹热效应循环稳定性差，达不到实际应用所需的长期服役要求。
本文介绍了NiTi基合金的弹热效应研究进展，从掺杂合金元素、热机械处理、改变制备方法等角度综述了近几年NiTi基合金弹热效应改进优化的研究进展，同时本文也简要介绍了已经开发的基于NiTi基合金的弹热装置或原型机。
但是目前NiTi基合金弹热材料的研究和原型机的开发仍处于实验阶段，实现其商业化应用需要进一步深入研究和优化，未来前者研究重点将集中在材料小型化、合金化或特殊处理及改变循环方式等方面，后者也将从提高热量传输效率、加强热量交换、减小摩擦等损耗、改进机械负载和循环模式等方面不断优化和完善。
niti形状记忆合金热变形行为及变形机理的研究
niti形状记忆合金热变形行为及变形机理的研究Niti形状记忆合金热变形行为及变形机理的研究Niti形状记忆合金（SHM）是一类新型的复合材料，它具有优异的力学性能，包括柔韧性、可恢复性和耐腐蚀性。
由于其独特的物理特性，SHM已被用于许多应用，例如航空、军事等。
在这项研究中，我们将重点关注niti形状记忆合金的热变形行为，以及变形机理。
首先，让我们来看看niti形状记忆合金热变形行为。
通常情况下，当niti形状记忆合金置于高温（大于它的回复温度）时，它会产生塑性变形。
这种塑性变形是由于晶格网络中紧密层间化合物熔融，从而导致镁合金表面上形状的变化。
大多数情况下，niti形状记忆合金对于热变形行为的反应是立即的，并且表现出很高的可恢复性。
接下来，让我们来谈谈niti形状记忆合金变形机理。
首先，Niti形状记忆合金由双金属组成，比如钛(Ti)和镁(Mg)。
在标准温度下，这两种金属结合在一起，形成紧密层间化合物。
当niti形状记忆合金置于温度高于它的回复温度（300摄氏度）时，紧密层间化合物就会熔融，使Niti形状记忆材料易于克服晶格势能，从而实现了热变形。
在变形过程中，Ti和Mg的交换之间的回复势能抵消了扩散的势能。
当温度降低到回复温度时，紧密层间化合物将重新结合，从而使Niti 形状记忆合金恢复原状。
最后，Niti形状记忆合金具有优良的热变形行为，以及变形机理，我们可以将其用于许多应用，例如航空、军事等。
不仅如此，这种特殊合金的力学特性也可以用于控制复杂的结构变形，并且具有良好的耐腐蚀性。
因此，借助有效的研究，我们可以充分发挥Niti形状记忆合金的潜力，为我们提供更多的制造和应用机会。
多孔NiTi形状记忆合金的制备和表面改性研究的开题报告
多孔NiTi形状记忆合金的制备和表面改性研究的开题报告题目：多孔NiTi形状记忆合金的制备和表面改性研究研究背景和意义：形状记忆合金是一种具有形状记忆效应和超弹性的高科技材料，具有广泛的应用前景，在微机电系统、医疗领域、机械制造、航空航天等领域受到广泛关注。
近年来，研究者对形状记忆合金进行了大量研究，发现材料的多孔化可以增强其性能和功能。
多孔性形状记忆合金通过改变孔隙尺寸和分布，可以调节其形状记忆效应和超弹性。
由于其较大的比表面积和孔结构，多孔性形状记忆合金还可以用于催化、吸附和基因传递等领域的应用。
然而，目前制备多孔性形状记忆合金的方法仍有一定的局限性，而且其表面性能和稳定性也面临一定的挑战。
因此，开展多孔NiTi形状记忆合金的制备和表面改性研究具有重要的学术和应用价值。
研究内容和方法：本研究旨在制备多孔NiTi形状记忆合金，探讨孔隙结构对其形状记忆效应和超弹性的影响，并对其表面进行改性，提高其稳定性和功能性。
具体研究内容和方法如下：1. 制备多孔NiTi形状记忆合金的方法研究：通过烧结、溅射、电化学等方法制备不同孔隙结构的多孔NiTi形状记忆合金。
2. 表面改性方法研究：采用化学、物理和生物改性等方法对多孔NiTi形状记忆合金表面进行改性，提高其稳定性和功能性。
3. 材料性能测试和分析：对制备的多孔NiTi形状记忆合金进行形状记忆效应、超弹性、孔隙结构、表面形貌以及化学、生物性能等方面的测试和分析。
4. 应用研究：将多孔NiTi形状记忆合金应用于微机电系统、医疗领域、机械制造、航空航天等领域，探讨其应用前景和优势。
研究进展和预期结果：目前，初步研究已经成功制备了多孔NiTi形状记忆合金，并对其进行了基本性能测试和分析。
下一步，将继续完善多孔NiTi形状记忆合金的制备方法，探讨孔隙结构对其性能和功能的影响，以及表面改性方法对其稳定性和应用性的提升。
预计通过本研究可以获得以下成果：1. 实现多孔NiTi形状记忆合金的制备，为其应用领域的拓展奠定基础。
NiTi形状记忆合金细丝的热处理及其纺织品的开发的开题报告
NiTi形状记忆合金细丝的热处理及其纺织品的开发的开题报告【摘要】NiTi形状记忆合金具有良好的形状记忆性能和超弹性，因此在医疗、航空航天等领域得到广泛应用。
本文针对NiTi形状记忆合金细丝的热处理及其纺织品开发进行了研究。
研究结果表明，在热处理过程中，NiTi合金经过固溶态、过冷、时效三种阶段的处理，可以获得优秀的形状记忆性能。
同时，我们还采用纺织技术将纤维与NiTi细丝进行复合，得到了具有形状记忆功能的纺织品，该产品具有良好的弹性和可塑性，并且可以根据需要进行形状变化。
【关键词】NiTi形状记忆合金，热处理，纺织品，形状记忆性能，弹性【引言】NiTi形状记忆合金因其具有形状记忆性能和超弹性，在医疗、航空航天等领域得到广泛应用。
本文研究了NiTi形状记忆合金细丝的热处理及其纺织品的开发，旨在探索一种新的应用形式。
研究结果可为该领域的进一步开发提供支持和参考。
【研究方法】1. 材料制备选取NiTi合金作为研究对象，采用真空熔炼法制备NiTi合金坯料，并将其拉成细丝。
2. 热处理工艺将NiTi合金细丝分别经过固溶态、过冷、时效三种阶段的处理。
3. 纺织品制备采用纺织技术将纤维与NiTi细丝进行复合，制备出具有形状记忆功能的纺织品。
4. 性能测试测试NiTi合金细丝和纺织品的形状记忆性能、弹性等物理性能，并进行分析和比较。
【预期研究结果】根据预期的研究结果，我们将获得具有优秀形状记忆性能和弹性的NiTi形状记忆合金细丝，以及具有形状记忆功能的纺织品。
这些材料可应用于医疗、汽车、航空航天等领域中，为相应的应用提供支持和参考。
【结论】本文研究了NiTi形状记忆合金细丝的热处理及其纺织品的开发。
研究结果表明，在热处理过程中，NiTi合金经过固溶态、过冷、时效三种阶段的处理，可以获得优秀的形状记忆性能。
同时，我们还采用纺织技术将纤维与NiTi细丝进行复合，得到了具有形状记忆功能的纺织品，该产品具有良好的弹性和可塑性，并且可以根据需要进行形状变化。
niti形状记忆合金的超弹性及医学应用研究
niti形状记忆合金的超弹性及医学应用研究Niti形状记忆合金（Nitinol）是一种卓越的超弹性合金，具有弹性体、形状记忆效果和可编程特性，是近年来高性能材料开发的重要领域。
Niti形状记忆合金具有优异的物理性能，包括很高的强度、一定的塑性变形等，并有良好的生物相容性，可以大大提高植入材料的表现。
最近，Niti形状记忆合金开始在医疗领域得到广泛应用，包括支架、关节等，以及更为复杂的医疗器械如内窥镜、医疗微机器人等。
Niti形状记忆合金的形状记忆功能是其最重要的特性，它能够从宏观和微观两个层面上实现。
从宏观上看，Niti形状记忆合金具有形状记忆和超弹性功能，可以在热或机械处理的情况下，快速恢复其原有的形状，而不会有任何损坏。
从微观上看，Niti形状记忆合金还具有拉伸或弯曲的“自动变形”功能，能够有效的缓解肌肉、骨骼等的压力，并可有效的促进植入体的恢复。
此外，Niti形状记忆合金还具有优异的生物相容性，可以大大提高植入体的表现。
Niti形状记忆合金可以在人体内部进行编程，可以自动调整记忆合金的形状，从而达到最佳的治疗效果。
另外，Niti 形状记忆合金具有良好的耐腐蚀性能和防腐性能，可以有效阻止医疗器械表面的锈蚀，从而降低院内感染的风险。
Niti形状记忆合金具有优异的弹性和形状记忆功能，并且具有良好的生物相容性，可以应用于各种医疗器械等。
随着科技的发展，Niti形状记忆合金在医疗器械中的应用越来越广泛，为临床提供了更加有效、安全、可靠的医疗服务。
总之，Niti形状记忆合金具有优越的物理性能、良好的生物相容性和较高的耐腐蚀性能，广泛应用于医疗领域，是一种卓越的超弹性材料。
深入研究Niti形状记忆合金的性能、结构及其应用，将有助于推动超弹性材料的技术进步，拓展超弹性材料的应用领域，促进人们健康和生活质量的提高。
NiTi合金形状记忆效应的微观机制研究进展
（ Ｃｏｌｇ ｆＰｈ ｓｃ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｇｕ ｎ ｘ ｉｅ ｓｔ １ ｌ ｅｏ ｙ ｉｓＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｅ ａｇ ｉ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｙ，Ｎａ ｎ ｎ ３ ０ ４； ｎ ｉｇ ５ ０ ０
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ
Ｎｉ ｉ ｌ ｙ ， ｒ ｎ ｉ ｃｔ ｎ ｆ ｒ ｔ ｎ ｓ ａ ｅ ｍｏ ｙ ｅｆｃ， ｕ ｅｅａ ｔ ｉ ， ｃｏ ｃ ａ ｉ Ｔ ｌ ｓ ｍａ ｔ ｓｔ ｒ ｓ ｍａ ｉ ，ｈ ｐ ａｏ ｅ ｉ ａ ｏ ｏ ｍｅ ｒ ｆ ｔｓ ｐ ｒ ｌ ｉ ｔ ｍｉ ｍｅ ｈ ｎｓ ｅ ｓｃ ｙ ｒ ｍ
Ａｂｓｒ ｃ ｔａ ｔ Ｎｉ ｈ ｐ ｍｏ ｙａｌｙ ａ ｅａｔａｔｄ ｇ ｅ ｔａｔｎ ｉｎｉ ｎ ｉｅ ｒ ｇａ ｄｍ ｅ ｉａ ｉｌｓｉ ｅｅ ｔ Ｔｉ ａ ｅｍｅ ｒ ｌ ｓｈ ｖ ｔｒ ｃｅ ｒａ ｔｅ ｔ ｎｅ ｇｎ ｅｉ ｎ ｄｃ ｌｆ ｄ ｎｒｃ ｎ ｓ ｏ ｏ ｎ ｅ
摘 要 Ｎｉ 合金 具有优 异的形状记忆功能和 良好的生物体 兼容性 ， Ｔｉ 近年来对 它的应用研 究受到 工程界和 医学 界的重视 ， 同时对 Ｎｉ 合金形状记忆 效应 的微观机 制的研 究也在 逐步深入 。介绍 了 Ｎ Ｔ 合金 的主要 特性及影 响其 Ｔｉ ｉｉ
形状记忆功能的主要 因素， 总结 了 Ｎ｜ｉ ， 合金 的形状记 忆效应和超 弹性的微观 机制研 究现状 ， ｒ 并指 出了需对该合金 进 步研 究的一些问题 。
维普资讯
０６ Ｏ 期
Ｎｉｉ 金 形 状记 忆 效应 的微 观 机 制研 究进 展 Ｔ合
胡 益 丰 ，邓 文 黄 乐 ． 一 ，
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综述NiTi Hf高温形状记忆合金研究进展孟祥龙 王 中 赵连城( 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 哈尔滨 150001 )伊胜宁( 江苏钢绳集团公司 江阴 214433 )文 摘 介绍了Ni T i H f高温形状记忆合金的研究状况,重点评述了Ni T i H f合金的设计以及Hf的添加和热处理对合金的相变、力学行为和形状记忆效应的影响,并对它们所对应的微观机制作了一定的分析。
关键词 NiTiHf高温合金,形状记忆合金,合金设计,相变,力学行为,形状记忆效应Development of Ni Ti Hf High Temperature Shape Memory AlloysMeng Xianglong Wang Zhong Zhao Liancheng( School of Materials Science and Eng i neering,Harbin Insti tute of Technology Harbin 150001 )Yi Shengning( Jiangsu Steel Wire Rope Bloc Crop. Jiangyin 214433 )Abstract The research on Ni T i H f high te mperature shape me mory alloys is revie wed with emphasis on the design of NiTiHf alloys,and the effect of Hf addition and heat treatment on the alloys transformation,mechanical behavior and shape memory effect.Its micro mechanism is also briefly analyzed in this paper.Key words NiTiHf high te mperature alloys,Shape memory alloys,Design of the alloys,Transformation,Mechan ical behavior,Shape memory effect1 引言形状记忆合金是现代智能材料的主要代表之一,具有丰富的马氏体相变现象、奇特的形状记忆效应和良好的超弹性性能。
目前开发应用的主要是NiTi基形状记忆合金和Cu基形状记忆合金,其M s 点一般不高于150!,因而只能在低于150!的条件下使用。
而在实际应用中的许多场合,如火灾或过热情形的预警及自动防护系统、卫星发射塔、火箭发动机、电流过载保护器等装置中都需要在更高的温度下使用形状记忆合金,特别是在核反应堆工程中,要求记忆合金热敏驱动器的动作温度高达600![1]。
因此,为了满足实际应用的需要,人们对高温形状记忆合金进行了一系列的开发和研究。
目前,国内外主要开发出三类高温形状记忆合金:CuAlNi基五元合金CuAlNiMn X(X=Ti,B,V )[2],NiAl基金属间化合物NiAl X(X=Fe,Mn,B )[3~4],Ni T i基三元合金NiTi X(X=Pd,Pt,Au,Zr, Hf)[5~7]。
其中,C uAlNi基记忆合金中存在着室温塑性差,相变点不稳定及抗热能力低等问题不易解决;NiAl基记忆合金中则存在室温脆性和Ni5Al3时收稿日期:1998-10-06孟祥龙,1977年出生,硕士研究生,主要从事Ni Ti基高温形状记忆合金的研究工作效析出两大应用障碍,因此近年来Ni T i 基高温形状记忆合金日渐引起人们的注意。
向Ni T i 合金中添加提高相变温度的元素主要有Pd 、Pt 、Au 、Zr 和Hf,其中Pd 、Pt 、Au 的加入使合金的造价极为昂贵,Zr 提高合金相变点的作用又不十分显著,因而NiTiHf 系合金以其价格低、相变温度高等优点受到了研究者的高度重视。
2 NiTiHf 高温形状记忆合金的设计在元素周期表中,Zr 、Hf 和Ti 属同一族,具有相似的物理化学性质,利用Zr 和Hf 替代Ti 都可提高合金的相变点。
但利用Zr 取代Ti,合金的M s 提高并不显著,且使合金的脆化倾向明显增大。
当Zr 的含量为8%(原子分数,以下类同)左右时,合金的变形能力急剧下降。
利用Hf 取代Ti 提高合金相变点的作用比Zr 更为显著。
NiTiHf 合金系中的Hf 的含量在0~3%之间时,合金的M s 温度出现一最小值;而当Hf 含量超过3%时,合金的M s 点随着Hf 含量的增加而不断升高,Hf 含量在10%~20%时,合金的M s 点提高最为显著。
当Hf 含量为30%时,合金的M s 点可高达500!以上。
对于给定Hf 含量的合金,只要保持Ni 含量在40%~50%之间,其M s 点基本保持不变,而在Ni 含量超过50%以后,合金的M s 点大幅度下降。
D.R.Angst 等人采用DSC 方法研究了Ni 49Ti 51-xHf x 合金系中Hf 含量与合金相变温度之间的关系,其结果如图1所示[8]。
图1 Ni T i Hf 合金Hf 含量与相变温度之间关系曲线图中A p 、M p 分别为正逆转变的峰值温度。
马氏体单胞的体积随着Hf 含量的升高不断增大,因此在马氏体相变前储存的弹性应变能也不断增加,并在逆相变过程中释放出来,这致使合金的相变温度间隔A s ~A f 和M s ~M f 不断增大。
另外,Hf 含量在低于20%时,合金具有良好的冷热加工性能,当Hf 含量高于20%时,合金开始变脆。
合金变脆的主要原因可能是合金中的第二相粒子(Ti H f)2Ni 析出所致,这使合金的可加工性严重变差。
综上所述,Ni T iHf 合金的设计准则是:在保持Ni 含量低于50%的情况下,通过调整Hf 的含量,使合金获得所需的相变温度及尽可能好的冷热加工性能。
在不显著影响合金相变温度的前提下,可以考虑对该合金系进行进一步合金化,以期改善合金的加工性能。
3 NiTiHf 高温形状记忆合金的相变3.1 合金的相变类型及结构特征Ni T i H f 高温形状记忆合金的马氏体相变也为热弹性马氏体相变,Hf 含量的变化不影响合金的马氏体相变类型,在冷却过程中,直接由母相(B 2)转变为单斜结构马氏体(B 19#),而不发生Ni T i 合金中所具有的R 相变;在逆相变过程中,由马氏体相直接转变为母相。
与Zr 在Ni T i 合金中的作用类似,在Ni T i H f 合金中,由于Hf 的添加使合金中形成的B 19#马氏体的晶格点阵常数发生了变化。
B 19#晶格点阵常数随Hf 含量的变化关系如图2所示。
图2 Hf 含量对B 19#马氏体晶体点阵常数的影响(数据来源:空心点[10],实心点[11])马氏体的点阵常数中a 、c 、 随着Hf 含量的升高不断增加,b 则不断下降[9,10],Y.Gao 等人最近通过TEM 观察指出[11],当Hf 含量在1%~25%变化时,马氏体单胞的单斜角 由97∃变化到107∃。
这种马氏体结构的变化可能导致在形成马氏体时引入内部弹性应力场,且 角的调整是通过在(001)面上的原子沿着[100]方向的轻微位置移动实现的。
分析认为,这有可能是影响合金相变温度和形状记忆效应的原因之一。
NiTiHf 高温形状记忆合金的显微组织为基体与(TiHf)2Ni 相粒子。
在Ti 36.5Ni 48.5Hf 15合金中,发现合金的热致马氏体变体间多呈自协作状态,马氏体组织呈矛头状、楔状和嵌镶块状,马氏体变体内的亚结构主要为(001)M 复合孪晶和(001)堆垛层错;(001)孪晶界面比较平直,在界面附近存在一些模糊区,矛头状和嵌镶块状马氏体变体之间互成为(001)%型、<011>&型孪晶关系,且在这些变体内部还存在与其成(111)%型孪晶关系的楔形小变体[12]。
马氏体相变晶体学研究表明[13],在Ti 36.5Ni 48.5Hf 15合金中,马氏体自协作为四变体组合,B 2母相与B 19#马氏体相的取向关系为[100]B 19#//<100>B 2,(011)B 19#//{001}B 2,相邻的两片马氏体惯习面变体的接合面为一个{001}B 2//(011)B 19#面和两个{110}B 2//(1,1,0.64)B 19#面。
通过磁控溅射方法[14,15]制备的NiTi H f 高温形状记忆合金薄膜其相变温度比相同成分体材料的相变温度低。
Ni T i H f 高温记忆合金薄膜在冷却过程中的相变顺序为:B 2∋R phase ∋B 19#;在加热时,马氏体的逆相变仍直接由B 19#马氏体转变为B 2母相。
至于为什么会在NiTiHf 薄膜的冷却过程中出现R 相变,其内在的微观机制目前尚不十分清楚,还有待于进一步深入的研究。
3.2 热处理对相变的影响热处理工艺对合金中的第二相粒子有显著影响。
Ti 49Ni 41Hf 10合金经900!预热后轧制[16],发现合金在变形量为20%时出现边缘脆裂,对此合金进行1073K/24h 退火处理后进行显微组织观察,发现在晶界处析出了大量的第二相粒子,这是使合金变脆的主要原因。
对Ti 36.5Ni 48.5Hf 15合金经873K/150h 时效后析出相的研究表明[17],合金中析出的第二相粒子为面心正交点阵结构,析出相的形状为椭圆柱状,其惯习面为(001)P //(110)B 2,长轴方向平行于[001]P //[001]B 2。
时效析出将使NiTiHf 合金的相变温度下降,随时效时间的延长,相变温度趋于稳定[18]。
相变温度下降是由于时效析出了富Hf 的第二相粒子,从而降低了基体中的Hf 含量所致。
热循环对合金的相变有一定的影响。
与Ni T i 二元合金类似,在热循环过程中,Ni T i H f 高温形状记忆合金的M s 点在循环次数较少时急剧下降,而在超过一定循环次数后逐渐趋于稳定,如图3所示[19]。
在热循环过程中相变温度下降的原因在于热循环过程中引入的位错降低了B 2/B 19#之间界面的可动性[20],使合金的马氏体相变变得困难,从而需要更大的相变化学驱动力。
循环次数进一步增加时,合金中位错的密度增加并且发生缠结,因而使位错的可动性显著降低,导致相变温度对热循环的敏感程度下降。
Y.R.Zhu 等人研究了循环100次后Hf 含量与相变温度变化之间的关系[18]。
结果表明,随着Hf 含量的增加,M s 点的变化逐渐降低。
这是由于Ni T iHf 合金在循环过程中存在着大量的残余应力,且Hf的加入增强了合金中母相的稳定性所致。