医用多孔Ni-Ti形状记忆合金的制备和性能研究进展

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多孔NiTi形状记忆合金的制备及性能

多孔NiTi形状记忆合金的制备及性能
材 料 工 程 /2 1 0 1年 3期
多 孔 Ni i 状 记 忆 合 金 的 制 备 及 性 能 T形
Pr p r y a d Pr p r ton o r usN i a e o TiSh p m y A ly
U n v r i fS i n e a d Te h o o y, a b n 1 0 8 i e st o ce c n c n l g H r i 5 0 O,Ch n ) y ia
摘 要 : 用 球 磨 后 的 Ni 合 金 粉 末 为 原 料 , 采 Ti 添加 尿 素 作 为 造 孔 剂 , 用 粉 末 烧 结 法 制 备 多 孔 Nii 状 记 忆 合 金 。研 究 利 T形 烧 结 温 度 、 温 时 间 和 预 成 型 压 力 等 条 件 对 制 备 的 多 孔 Ni 合 金 组 织 结 构 和力 学 性 能 的 影 响 。结 果 表 明 : 对 于 传 统 保 Ti 相
o sng a l gy u i b l mil d Ni wd r s a le Tipo e a r w ma e i l nd a di u e a a o e f r n a n . Th t ra a d ng r a s p r — o mi g ge t e ef cso i e i e p r t r fe t fsnt rng t m e a u e,ho di i ea e f mi g pr s ur n t e mi r s r c u e a — l ng tm nd pr —or n e s e o h c o t u t r nd me c nia o r i soft e a e or s Ni M A s s u e ha c lpr pe te he pr p r d p ou TiS wa t did.The r s ls s w ha :c m p r d e u t ho t t o ae wih c n nto a i e i g o x ur o t o ve i n lsnt rn fmi t e p wde n ,t rofNia d Ti hepha e c ns iu nt ft e p o Ti s o tt e s o h or usNi a l a e b h s me ho s m o e pu e And wih t e i r a i t i e i t mpe a ur loy m d y t i t d i r r . t h nc e sng of he snt rng e r t e,t he

形状记忆合金的制备及性能研究

形状记忆合金的制备及性能研究

形状记忆合金的制备及性能研究形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)是一种能够自主恢复形状的金属材料,具有广泛的应用领域,比如航空、汽车、医疗器械等。

它能够在外力或热力刺激下发生可逆形变,因此又被称为“记忆合金”。

下面,我们就来详细探讨一下形状记忆合金的制备及性能研究。

一、形状记忆合金的制备方法1. 等离子弧熔炼法等离子弧熔炼法是一种将纯金属或合金加热、熔化后急速冷却的方法。

这种制备方法能够制造出比较均匀的形状记忆合金,但是成本比较高。

2. 电弧熔炼法电弧熔炼法是将金属棒、丝等导体加热到熔点后用弧线将其喷出,制造出形状记忆合金的方法。

这种制备方法成本较低,但是合金的质量不如等离子弧熔炼法制造的优质。

3. 热机械变形法热机械变形法是将金属坯料加热到合金的相变温度,然后进行拉伸、压缩、扭转等变形,形成指定形状的铸锭。

这种方法能够制造成形状记忆合金的微型结构,生产成本较低。

二、形状记忆合金的性能研究1. 快速回弹性能形状记忆合金的快速回弹性能是指在外力作用下快速恢复原始形状的能力。

该性能的研究方法为采用脉冲能量、过冷膨胀等测试方法进行实验研究,该性能的提高会大大提高形状记忆合金的实际使用效果。

2. 环境适应性能形状记忆合金应用于不同的环境条件,温湿度等变化对其硬度、弹性等性能都会产生影响。

而形状记忆合金的适应环境条件的能力,是提高其实际使用寿命的关键。

3. 相变行为相变行为是指形状记忆合金在受到外界刺激时,发生相变的过程。

具体研究方法包括差示扫描量热、X射线衍射、电阻变化等方法。

相变行为对形状记忆合金的应用性能具有至关重要的影响。

总之,形状记忆合金作为一种高性能合金材料,在航空、汽车、医疗器械等领域有着广泛的应用。

其制备方法和性能研究是提高其工业化应用的关键。

未来,需要进一步研究和探索形状记忆合金的制备方法和性能变化机理,推动其更广泛的应用。

多孔Ni—Ti形状记忆合金低频内耗性能测量研究

多孔Ni—Ti形状记忆合金低频内耗性能测量研究

试研 究。结果表 明: 马氏体正逆相 变温度 内耗表现上有峰值 出现 , 为是相 变过程 中运 动或静 止的界 面在 外加 交变 认
应 力 作 用 下驰 豫 造 成 的 。 关键 词:多孔 N — 合 金 ;低 频 力 学驰 豫谱 仪 ; 内耗 i
中图分类号: T 2 文献标识码: A 文章编号 :10 — 4 5 20 )10 6 — 3 G12 0 8 5 7 (0 7 0 —0 8 0
以通过控制制备工艺参数加以调整而与人体硬组织 的性能相匹配等 ,在骨替换材料方面显示出很大的
优 越性 , 引起 了世界 各 国科学 家 的浓厚 兴趣 , 越来 越 多 的科学 家 开始 对多 孑 iT 形状 记 忆合 金进 行 深 LN— i
入 的研究I 1 2。 - 3
本文利用苏州市职业大学现代测试技术研究所 设计改 进的 L R 1 M 一 型低频 力学驰 豫谱测 量 系统 ( 低频扭摆式 内耗仪 ) 对多孑 iT 形状记忆合金的 L —i N 内耗 性能进 行研 究 。
兼 容性 ;多 孑 iT 合金 的 机械 性 能和 弹性模 量 可 LN- i
内耗 , 就可以用共振系统的实验方法进行测量 , 即使 用强迫 振 动方法 , 直接 测量 应变 落后 于应力 的相角 , 从而求得内耗 ,这适用于振动频率远小于系统的共 振频率 的情 况[ 5 1 。
本 文研 究 的方 式 是采用 完全 马 氏体 相变 内耗变 温测量 法对 试样 的相 变 内耗 进行 研究 ,就是 在 内耗 测 量 时所 涉 及 的温度 范 围跨越 整 个 的相 变 温 区 , 用 随着温 度 的变化来 测量 材料 的内耗值 ,这是 最常见 的一种测 量 内耗 曲线 方 法 。通常报 道 的 内耗测 量温 度 范 围是 从 液氮 温度 (7 到 30 被 称 为低 温 内 7 K) 0K(

镍钛形状记忆合金制备工艺缺点

镍钛形状记忆合金制备工艺缺点

镍钛形状记忆合金制备工艺缺点
镍钛形状记忆合金制备工艺具有许多优点,如优异的形状记忆性能、高可靠性、优异的力学性能和良好的生物相容性等,因此被广泛应用于各种领域,如医疗器械、航空航天、汽车工业等。

但是,该制备工艺也存在一些缺点,主要包括以下几个方面:
1. 制备工艺复杂:镍钛形状记忆合金制备工艺需要经过多个步骤,例如合金粉末制备、形状加工、热处理等,工艺复杂,成本较高。

2. 材料利用率低:由于制备过程中需要进行形状加工和热处理等工艺,材料利用率较低,浪费较大。

3. 环境污染:制备过程中会产生大量的废气、废水和废渣等污染物,对环境造成污染。

4. 安全性问题:由于制备工艺需要高温加热,存在一定的安全隐患,需要加强安全措施。

5. 尺寸精度受限:由于制备工艺的限制,制备出的镍钛形状记忆合金材料尺寸精度较低,无法满足一些高精度应用的要求。

因此,为了克服这些缺点,研究人员正在努力开发新的制备工艺和材料,以提高制备效率、降低成本、减少环境污染和提高产品质量。

一种镍钛形状记忆合金丝及其制备方法应用与流程

一种镍钛形状记忆合金丝及其制备方法应用与流程

一种镍钛形状记忆合金丝及其制备方法应用与流程镍钛形状记忆合金是一种具有独特形状记忆效应的材料,能够通过力作用自动恢复到原有的形状。

这种合金材料具有良好的回弹性、耐腐蚀性和耐疲劳性,因此在机械、航空航天、医疗等领域具有广泛的应用前景。

本文将介绍一种镍钛形状记忆合金丝的制备方法、应用和流程。

制备方法:1.材料准备:将镍和钛按照一定比例混合,并加入一定量的其他合金元素,如铜、锰等,以提高合金的性能。

2.粉末冶金:将混合好的材料进行粉末冶金处理,包括制备合金粉末和调节合金粉末的滤筒。

3.烧结:将合金粉末放入烧结炉中进行烧结处理,以使得合金粉末颗粒之间形成相互连接的结构。

4.热处理:将烧结后的材料进行热处理,包括固溶处理和时效处理,以改善合金的微观结构和性能。

5.拉丝:将经过热处理的合金坯料进行拉丝处理,制备成丝状材料。

应用和流程:1.制备:将制备好的镍钛形状记忆合金丝进行化学表面处理,以去除杂质和提高表面质量。

2.测试:对处理后的镍钛形状记忆合金丝进行各项性能测试,包括拉伸强度、回弹性、形状记忆效应等。

3.加工:根据具体应用需要,对合金丝进行加工,如切割、弯曲等。

4.使用:将加工好的镍钛形状记忆合金丝应用于具体领域,如医疗器械、机械元件等。

5.校验与维护:对使用过程中的镍钛形状记忆合金丝进行校验和维护,确保其性能和品质。

镍钛形状记忆合金丝的应用非常广泛1.弹簧:利用镍钛形状记忆合金丝的回弹性和形状记忆效应,制作高性能弹簧,用于汽车、家电等领域。

2.医疗器械:应用于骨科手术中的记忆合金丝,可以在体内恢复到原始形状,用于固定骨折等手术。

3.航空航天领域:利用记忆合金丝的形状记忆效应,制造飞行器复杂形状件,如可变形机翼。

4.智能材料:利用镍钛形状记忆合金丝的热敏性能,制造智能窗帘等智能材料产品。

总之,镍钛形状记忆合金丝是一种具有独特性能的材料,在多个领域都有广泛应用的潜力。

通过合适的制备方法和生产流程,可以制备出高质量的合金丝材料,并将其应用于机械、航空航天、医疗等领域,为人类创造更多的便利和创新。

形状记忆合金的研究与展望

形状记忆合金的研究与展望

形状记忆合金的研究与展望摘要:形状记忆合金是新近崛起的一类高科技功能材料。

应用已遍及航天、航空、电子、机械、能源、农业、医学、机械人以至日常用品等领域。

本文简要阐述了目前主要的形状记忆合金的类别及其影响形状记忆效应的因素。

关键词:形状记忆合金;形状记忆效应;马氏体相变引言形状记忆合金(Shape Memory Alloys,简称SMA)是新近崛起的一类高科技功能材料。

这类合金在某一温度下受外力而变形,当外力去除后,仍保持其变形后的形状,但当温度上升到某一温度,材料会自动回复到变形前原有的形状,能够大致上恢复至变形前的形状,这种所具有的回复原始形状的能力,称为形状记忆效应(Shape Memory Effect ,SME)[1]。

自该合金发现以来,它以独特的形状记忆效应和超弹性(Superelasticity)而引起人们的注视,并正逐渐得到日益广泛的应用,并在数量上已经跃居马氏体相变研究的首位[2]。

形状记忆合金的应用已遍及航天、航空、电子、机械、能源、农业、医学、机械人以至日常用品等领域。

在应用领域,其发展阶段大致经历了组分的变化及性能的提高。

NiTi合金和Cu基合金的开发应用主要集中在上世纪60~80年代,而铁基合金的开发应用相对较晚。

但是,这些合金的研究在今年来也一直受到关注,研究从未中断。

近年来形状记忆合金研究所取得的进展也主要体现在为NiTi,Cu基和Fe基形状记忆合金开发应用所进行的基础研究的探索上。

1. 形状记忆合金的分类1.1 钛镍形状记忆合金[3]1963年,W. Buehler等人在美国海军武器实验室发现了钛镍形状记忆合金具有可逆马氏体相变导致形状记忆效应[4],随后引起了人们的极大兴趣,并很快得到应用。

迄今为止,有TiNi形状记忆合金的研究仍在不断地开展,在一系列的国际会议上,如马氏体相变国际会议(ICOMAT)、欧洲马氏体相变会议(ECOMAT)、形状记忆与超弹性国际会议(SMST),形状记忆材料国际会议(SMM)等,都占有很大比重,在有关智能材料和结构方面的国际会议上也占有一定比重。

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形状记忆合金的超弹性及医学应用研究一、本文概述本文旨在深入探讨NiTi形状记忆合金的超弹性特性及其在医学应用领域的广泛影响。

NiTi,即镍钛合金,以其独特的形状记忆效应和超弹性,在众多工程领域中占据了举足轻重的地位。

尤其在医学领域,NiTi形状记忆合金的应用已逐渐成为研究热点,其在牙科、骨科、心血管科等领域的应用前景广阔。

本文将首先介绍NiTi形状记忆合金的基本特性,包括其形状记忆效应和超弹性的原理及其产生机制。

随后,将重点讨论NiTi合金在医学领域的应用现状,包括其在牙科正畸、骨科植入物、心血管支架等方面的实际应用案例。

本文还将探讨NiTi合金在医学应用中的优势和挑战,以及未来可能的发展方向。

通过对NiTi形状记忆合金超弹性特性的深入研究,以及对其在医学应用领域的系统梳理,本文旨在为相关领域的研究者提供有价值的参考,为推动NiTi合金在医学领域的进一步发展提供理论支持和实践指导。

二、NiTi形状记忆合金的基本性质NiTi形状记忆合金,也被称为镍钛合金,是一种独特的金属合金,其特性源于其独特的晶体结构和相变行为。

NiTi合金由大约50%的镍(Ni)和50%的钛(Ti)组成,其原子比例接近等原子比,这使得它具有非凡的形状记忆效应和超弹性。

形状记忆效应:NiTi合金的形状记忆效应是指合金在经历一定的塑性变形后,通过加热到某一特定温度(即Af温度以上),能够恢复其原始形状的特性。

这种效应源于合金内部发生的可逆马氏体相变。

在低温下,合金处于马氏体相,具有较高的塑性;而在高温下,合金转变为奥氏体相,具有较低的塑性。

当合金在马氏体相下发生塑性变形后,再加热至奥氏体相,合金就能通过相变恢复其原始形状。

超弹性:NiTi合金的超弹性是指合金在受到外力作用时,能够发生大的弹性变形而不产生永久塑性变形的特性。

这种特性使得NiTi 合金在受到外力后,能够迅速恢复到原始状态,具有良好的回复性。

超弹性的产生与合金内部的应力诱发马氏体相变有关。

多孔Ni—Ti形状记忆合金在医学和减震方面的应用研究

多孔Ni—Ti形状记忆合金在医学和减震方面的应用研究
O d a c L b rt y 的名声 不胫 而走 。2 rn ne— aoao ) r 0世 纪 7 0
应用 , 其中前苏联科学家 的研究是最早也是最成熟 的。19 94年 G ut 等首先将制备出的多孔 N — i yn r e iT 形状 记 忆 合 金 用 作 骨 头 的 替 代 物 ,。 19 71 95年 , 8
的研究 。上 世 纪 9 0年代 以来 , 联 、 拿 大 、 苏 加 日本 、 德国、 国、 韩 印度 和 美 国等 科 学 家 对 多孔 N —T 形 i i
状 记忆合 金应 用研 究 表 示 出极 大 兴 趣 , 医学 上 的 在
忆效应现象一直被看作是个别材料的特殊现象而未
被 引起足 够 的重 视 。
合金会 出 现 热 弹性 马 氏体 相 变 0。 15 9 1年 , J 张禄 经和 T A Ra 察到 A4.a C . . ed观 u7 5t d合 金 在 热 循 % 环 中会 出现可逆 相变 l_] 这 些 观察 到 的形状 记 24。但
多孔 N — i i T 形状记忆合金研究大约始于 16 99 年, 直到 2 世纪 7 年代末期才开始对其晶体结构 、 0 0 相组成 、 机械性能和形状记忆参数等进行较为广泛
中图分类号 :B 1T 2 T 3 ;G12
文献标识码: A
文章编号 :0 8— 4 5 20 )4- 0 6— 4 10 5 7 (06 0 02 0
0 引言
了 F —N —C e i o—T 基 和 F i e—Mn—S 基形 状记 忆合 i 金, 有些很 快 在 工 业 界 获 得 了应 用 。3 0多 年 来 , 有
最新研 究进展。对 多孔 N —T 形状记 忆合金优 良的力学性能 、 i i 形状记 忆效应 、 弹性 、 超 阻尼特性和 生物相容性等特 点进行 了综述 , 并对其在 医学和减震 方面的应 用前景和发展趋势进行展望。

医用多孔NiTi形状记忆合金的研究进展

医用多孔NiTi形状记忆合金的研究进展
维普资讯
第 2卷 8
第 6期
上 海 金 属
S HANGHAIMETAL S
V 1 8 o6 3 0. ,N . 7 2
No e e , 2 0 0 6 v mb r
20 06年 l 1月
医用 多孔 NT 形状 记忆 合金 的研 究进展 ii
【 bt c A s at r 】
Tee ah r rs r s i a eo l se ee c c i h rec p gsip o Ts p mmraow v wd o e n s r o e o u N i e n h yly ar i n r g n
t erp o u t n, bo c a ia p p ry n b o o ai i t T e oo s h i r d ci o ime h nc l r et a d ie mp tbl y. h p r u Ni s a e o i Ti h p me r aly moy lo p s es d a h g c nc lp o e y a d g o ic mp t i t i nq e p r tu t e c n i d t e o s se ih me ha ia rp r n o d b o o ai l y, t u i u oe sr cur o f me h t bi s r i g wt so is e a d t r n miso fb d u d. a d ma e t e c mb n to ft e i ln n h n r h ft u n heta s sin o o y f i o s l n d h o iain o h mpa ta d t e b d is e o y t u mu h ir e . Poo s s c fm r ru Ni s a e Ti h p me r aly mo y lo wa a i d f ime ia maeil t s k n o bo d c l tra wih e c le tp o p c fa p iain. x eln rs e to p l to c

Ni-Ti基形状记忆合金的研究与应用

Ni-Ti基形状记忆合金的研究与应用

}名\}气\}气\}‘\}{q,i吧/}“一综述~Ni—Ti基形状记忆合金的研究与应用秦桂红,严彪,殷俊林(同济大学材料科学与工程学院、上海市金属功能材料开发应用重点实验室,上海200092)摘要:Ni—Ti合金是一种性能优良的形状记忆材料。

本文主要介绍了它的基本特性、相图和马氏体晶体结构,并简单介绍了Ni—Ti—cu和Ni—Ti—Nb两种具有代表性的Ni—Ti基合金,以及Ni—Ti基合金在工程和医学中的应用。

关键词:Ni—Ti基形状记忆合金;相图;马氏体晶体结构;应用中图分类号:TBl46文献标识码:A文章编号:1008-1690(2004)04--0012-005ResearchandApplicationsofNi—TiBasedShapeMemoryAlloysQINGui-hong,YANBiao,YINJun-lin(SchoolofMaterialSienceandEngineering,Ton舀iUniversity,Shanghai200092;ShanghaiKeyLab.ofA&DofFunctionalMetallicMaterials,Shanghai200092)Abstract:Ni—Tialloyisakindofshapememorymaterialwithexcellentcapability.Thebasiccharacteristics,phasediagramandmartensitecrystalstructureoftheNi—Tialloy.Ni-Ti-CuandNi—Ti—NballoysastypicalNi—TialloyaswellastheapplicationsoftheNi—Tibasedalloystoengineeringandmedicalfieldhavebeenbrieflyintroducedinthispaper.KeyWorks:Ni-Tibasedshapememoryahoy;phasediagram;crystalstructureofmartensite;application1前言Ni—Ti形状记忆合金是60年代发展起来的一种新型功能材料,它也是所有记亿合金中记忆性能最好、最稳定、发展最早、研究最全面的合金,即使是多晶合金也具有8%的超弹性,而回复应力可达500MPa。

生物医用多孔金属材料的研究进展

生物医用多孔金属材料的研究进展

第20卷 第4期V ol 120 N o 14材 料 科 学 与 工 程Materials Science &Engineering总第80期Dec.2002文章编号:10042793X (2002)0420597204收稿日期:2002204224;修订日期:2002205230作者简介:姜淑文(1976—),女,辽宁省大连市人,材料学硕士.生物医用多孔金属材料的研究进展姜淑文,齐 民(大连理工大学材料工程系,辽宁大连 116024) 【摘 要】 本文综述了生物医用多孔金属材料在制备工艺、力学性能、耐蚀性及生物相容性方面的研究进展。

作为一种新型的硬组织修复材料,生物医用多孔金属材料以其优良的生物相容性在矫形外科、牙科等医疗领域有广阔的应用前景。

【关键词】 生物医用材料;多孔金属;粉末冶金;生物相容性中图分类号:T B39 文献标识码:ADevelopment of Porous Metals U sed as Biom aterialsJIANG Shu 2w en ,QI Min(Dep artment of Materials E ngineering ,Dalian U niversity of T echnology ,Dalian 116024,China)【Abstract 】 The research progress in biomedical porous metals has been reviewed concerning their production ,mechanical proper 2ties ,corrosion resistance and biocom patibility.As a new kind of hard tissure 2repairing biomaterial ,biomedical porous metals have promis 2ing prospect for orthopaedic use such as total joint replacement and teeth root renovation ,etc.,because of their excellent biocom patibility.【K ey w ords 】 biomaterials ;porous metals ;powder metallurgy ;biocom patibility1 前 言金属材料具有高强度、高硬度以及较好的韧性和抗冲击性,在承载部位的应用尤为重要,例如全关节替代[1],是临床医学领域广泛使用的材料之一。

镍钛形状记忆合金的生物相容性研究进展

镍钛形状记忆合金的生物相容性研究进展

镍钛形状记忆合金的生物相容性研究进展王成健;孟增东;张玉勤;谢辉【摘要】镍钛形状记忆合金(Nickel titanium shape memory alloys,NiTi-SMA)因具有良好的生物相容性、形状记忆效应以及超弹性等优异性能成为理想的体内固定材料,目前已广泛的应用于临床治疗.由于镍钛形状记忆合金的形状记忆效应和超弹性可以有效避免应力遮蔽引起的材料断裂,因而有望长期存于人体内,但是合金在人体内受腐蚀释放的镍离子存在生物毒性,对局部组织有致敏甚至是致癌作用,所以又限制了其在临床上的广泛应用.本文综述了镍钛形状记忆合金生物相容性相关的文献,总结镍钛形状记忆合金在体外、动物体内生物相容性以及临床应用的生物相容性方面的研究进展,并指出镍钛形状记忆合金的表面处理在提高其生物相容性方面的重要性.【期刊名称】《生物骨科材料与临床研究》【年(卷),期】2016(013)001【总页数】5页(P65-68,72)【关键词】镍钛形状记忆合金;生物相容性;表面处理【作者】王成健;孟增东;张玉勤;谢辉【作者单位】昆明理工大学附属昆华医院,云南昆明650093;昆明理工大学附属昆华医院,云南昆明650093;云南省第一人民医院,云南昆明650032;昆明理工大学材料科学与工程学院,云南昆明650093;云南省第一人民医院,云南昆明650032【正文语种】中文【中图分类】R318.08;TF124.5近来,随着医用生物材料科学的发展,加之临床医疗的需求,镍钛形状记忆合金因其具有形状记忆效应,并且具有强度高,耐磨损、耐腐蚀、无磁、无毒等优异的理化性能,硬度和刚度与人体的骨组织接近,被认为是理想的生物内固定植入材料之一,在医学领域获得了广泛的应用。

目前所报道的镍钛形状记忆合金在医疗领域的应用涉及到了骨科、口腔科、胸外科、妇产科以及影像学科等,已开发出的产品有脊柱侧弯哈氏棒、髋关节假体、框架式尺挠骨内固定器、髌骨固定器、子宫内避孕环、牙科正畸丝等[1]生物医用材料。

镍钛合金形状记忆合金的特性及用途

镍钛合金形状记忆合金的特性及用途

形状记忆合金(简称SMA)是一种新型的功能材料,它已成为功能材料领域的研究热点之一。

本文介绍了形状记忆合金的特性,综述了形状记忆合金的发展历程、研究现状及应用特点,最后分析了形状记忆合金的发展趋势。

关键词:形状记忆合金;功能材料;形状记忆效应一.引言形状记忆材料是集感知和驱动于一体的特殊功能材料,其中形状记忆合金是形状记忆材料中较为重要的材料之一。

形状记忆合金(Shape Memory Alloy简称SMA)是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形状后,通过加热到某一临界温度以上又可恢复成初始形状的一类合金。

二.形状记忆合金的特性1.形状记忆效应:形状记忆合金经适当的热处理后具有恢复形状的能力,这种能力被称为形状记忆效应(Shape memory effect简称SME)。

形状记忆效应按恢复情况分为单程形状记忆效应、双程形状记忆效应和全程形状记忆效应。

2.超弹性效应:形状记忆合金受到外力时发生形变,去除外力后就恢复原状,这种现象称为超弹性。

形状记忆合金在发生超弹性形变时,诱发了马氏体相变, 去除外力后,又发生马氏体逆相变。

3.阻尼特性:形状记忆合金由于马氏体相变的自协调和马氏体中形成的各种界面(孪晶面、相界面、变体界面)及界面运动,而具有很好的阻尼特性。

4.电阻特性:吴小东等研究表明,对于初始组织为马氏体的Ni-Ti合金,在拉伸过程中电阻与应变之间呈线性关系;对于初始组织为奥氏体或奥氏体、马氏体两者混合的Ni-Ti合金,当发生应力诱发马氏体相变后,曲线的斜率降低,相变前后电阻-应变关系保持线性关系。

三.形状记忆合金的研究进展形状记忆效应最早是1932年由Olander在研究Au-Cd合金时发现的[7]。

1963年,美国海军武器实验室布勒(Buehler)等发现了钛镍合金具有形状记忆效应[8]。

1964年Cu-Al-Ni也被发现有这种效应[9]。

70年代以后,科学家又在304奥氏体不锈钢和Fe-18.5Mn中发现了这种效应[10]。

niti基形状记忆合金加工工艺研究的现状和发展趋势

niti基形状记忆合金加工工艺研究的现状和发展趋势

尼钛基形状记忆合金(Nitinol)是一种具有形状记忆和超弹性特性的金属材料,由镍和钛组成。

它能够在经历形状变化后恢复其原始形状,并且具有良好的机械性能和耐腐蚀性能。

由于其独特的性能,尼钛基形状记忆合金在许多领域具有广泛的应用潜力,例如医疗器械、航空航天、汽车工业等。

目前,尼钛基形状记忆合金加工工艺的研究已经取得了一些重要进展。

以下是该领域的一些现状和发展趋势:1. 加工方法和工艺优化:为了满足不同应用场景的需求,研究人员一直在探索和优化尼钛基形状记忆合金的加工方法和工艺。

传统的热处理方法如回火、时效等被广泛应用,同时也涌现出了一些新的加工方法,如激光加工、电子束加工等,以提高加工效率和产品质量。

2. 材料微观结构与性能关系的研究:尼钛基形状记忆合金的性能与其微观结构密切相关。

研究人员致力于深入理解材料的晶体结构、相变行为和相互作用规律,以实现对材料力学性能、形状记忆特性和超弹性特性的精确控制。

3. 新型材料设计与合成:为了进一步拓展尼钛基形状记忆合金的应用领域和提高其性能,研究人员正在开发新型合金体系和改进合金配方。

例如,引入其他合金元素、调节合金比例和微量添加剂等手段,可以改善材料的力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性等。

4. 多功能复合材料的应用:尼钛基形状记忆合金与其他材料的复合应用也是一个研究热点。

通过与聚合物、陶瓷等材料的复合,可以实现尼钛基形状记忆合金的功能多样化,如光学、电磁和生物医学等方面的功能。

未来,尼钛基形状记忆合金加工工艺的发展趋势可能包括以下几个方面:1. 精确控制材料性能:通过深入研究尼钛基形状记忆合金的微观结构和物理机制,进一步提高材料的力学性能和耐腐蚀性能,并实现对形状记忆和超弹性特性的精确控制。

2. 新材料的发展:引入新的合金体系、添加剂和复合材料等,以改善尼钛基形状记忆合金的性能和功能。

例如,开发更高强度、更耐腐蚀或具有特殊功能的新型合金材料。

3. 加工工艺的创新:继续改进现有的加工方法和工艺,提高加工效率和产品质量。

外科植入物 镍钛形状记忆合金 标准

外科植入物 镍钛形状记忆合金 标准

外科植入物镍钛形状记忆合金标准外科植入物是一种被植入人体用于恢复、替代或增强功能的医疗器械。

其中,镍钛形状记忆合金是一种广泛应用于外科植入物制造的材料。

本文将从镍钛形状记忆合金的特性、制造工艺、外科应用和潜在的发展方向等方面来详细介绍。

镍钛形状记忆合金,通常简称为NiTi合金,由镍和钛两种金属元素组成,具有一种独特的性能,即具备形状记忆和超弹性。

形状记忆效应是指材料在经历变形后,可以通过热回复到原始形态。

超弹性则是指材料可以经受巨大应力变形,但在去除应力后能够完全恢复原始形态,而不产生永久性变形。

这些特性使得镍钛形状记忆合金成为一种理想的外科植入材料。

制造镍钛形状记忆合金的一种常用方法是通过真空熔炼和热处理。

首先,将合适比例的镍和钛加热至高温熔化并在真空环境中进行合金化处理。

然后,通过控制冷却速率和固溶温度等参数,形成合金的晶体结构和形状记忆特性。

最后,利用机械加工或电火花加工等工艺对合金进行加工,制成不同型号和尺寸的外科植入物。

镍钛形状记忆合金在外科植入物中的应用非常广泛。

其中,最常见的应用是在心血管领域。

镍钛支架作为一种生物相容材料,被用于支持病变血管,恢复血流通畅,预防血管再狭窄。

此外,镍钛导丝和镍钛片等也常被用于心脏手术中的修复和替代甚至在牙科领域用作牙齿矫正器具。

除了心血管领域,镍钛形状记忆合金还被广泛运用于骨科植入物。

例如,镍钛合金螺钉和板材可用于骨折修复,镍钛形状记忆合金也可以制成人工关节,用于关节置换手术。

此外,镍钛形状记忆合金的高弹性特性还可以用于牵引矫形术中,纠正脊柱畸形。

尽管镍钛形状记忆合金在外科植入物中具备许多优点,例如生物相容性、可形状记忆性和超弹性,但是还有一些潜在的发展方向可以进一步提高其性能。

首先,改善合金材料的耐蚀性,以满足长期体内植入的要求。

其次,研发更具定制化的材料,以适应不同患者的需求。

此外,也可以研究镍钛形状记忆合金与其他材料的复合应用,以获得更好的性能和效果。

形状记忆合金的制备及应用

形状记忆合金的制备及应用

形状记忆合金的制备及应用形状记忆合金是一种特殊的材料,具有记忆形状的能力。

它可以在预设的温度范围内自动形变,主要是由于合金中的晶格结构发生改变而引起的。

由于这种材料独特的性质,已经在许多领域得到了广泛应用。

在本文中,我们将讨论形状记忆合金的制备及应用。

制备方法形状记忆合金的制备有许多方法,其中最常见的是冷加工和热处理。

第一种方法是将材料加工成所需的形状,然后在低温下进行形状记忆效应的形成。

第二种方法是将材料热处理至相应的温度,使其形成一定的记忆效应。

此外,还可以通过合金加工技术制备形状记忆合金。

这种方法可以在制备材料的同时将记忆效应预先设定在材料中。

应用领域形状记忆合金的应用领域非常广泛。

以下是一些主要领域。

医疗器械形状记忆合金在医疗器械中得到了广泛应用。

例如,它可以用于制造人工血管和支架,可以在体内自动调整其形状以适应血管的不同区域。

此外,形状记忆合金还可以用于制造牙套和牙齿矫正器等牙科器械。

汽车工业形状记忆合金还可以在汽车行业中使用。

例如,它可以用于制造记忆效应轮胎,这种轮胎可以在不同路况下自动调整其形状,减少轮胎损耗和燃油消耗。

此外,形状记忆合金还可以用于精密机械零件的制造,以确保它们具有良好的机械性能和耐腐蚀性能。

航空航天形状记忆合金在航空航天领域也得到了广泛应用。

例如,它可以用于制造飞机轮胎和前缘襟翼,以确保它们在高速运动时具有稳定性。

此外,形状记忆合金还可以用于制造支撑系统和阻尼器等关键零部件。

电子科技形状记忆合金在电子科技领域也有应用。

例如,它可以用于制造形状记忆合金微光电机,这种微型机械可以在微米级别上进行精确操作,广泛应用于微电子和微机器人领域。

此外,形状记忆合金还可以用于制造弯曲传感器和防盗系统等电子器件。

总结形状记忆合金是一种具有独特性质的材料。

通过不同的制备方法,可以得到具有不同记忆效应的形状记忆合金。

由于其广泛的应用领域,形状记忆合金已经成为材料科学领域中的重要研究和应用领域之一。

医用多孔NiTi合金表面溶胶-凝胶法制备TiO2涂层

医用多孔NiTi合金表面溶胶-凝胶法制备TiO2涂层

医用多孔NiTi合金表面溶胶-凝胶法制备TiO2涂层张静娴;张新平;孙学通;刘应亮【摘要】采用溶胶-凝胶法结合浸渍提拉工艺在多孔NiTi合金表面制备出了结构均一的锐钛矿型TiO2涂层,并在溶胶中添加聚乙二醇(PEG)作为造孔剂,进而在多孔NiTi合金表面制备出内层致密、外层多孔的TiO2复合涂层.SEM分析结果表明,TiO2涂层均匀地覆盖了多孔 NiTi合会基体的外表面以及孔的内表面.Hanks溶液中的阳极极化曲线结果表明.与未处理的多孔NiTi合金相比,具有致密TiO2涂层的多孔NiTi合金其耐腐蚀性能有了显著提高.而多孔TiO2复合涂层进一步增大了多孔NiTi合金的实际表面积,提高了材料表面的生物活性.%A uniform anatase TiO2 layer was dip-coated on porous NiTi alloy via the sol-gel route, and a bilayer composite TiO2 coating consisting of the porous outer layer and the dense layer beneath was also deposited on porous NiTi alloy by adding polyethyleneglycol(PEG) in sol as pore-forming agent. The surface morphology of the TiO2-coated porous NiTi alloy and the cross-sectional structure of coatings show that the TiO2 coatings cover not only the outer surface but also the inner surface of porous NiTi alloy. The corrosion behaviors of the samples in Hanks solution at 37 ℃ show that the dense TiO2 coatings increase the corrosion resistance of porous NiTi alloy significantly. In contrast with dense TiO2 coating, the porous TiO2 composite coating can improve the surface bioactivity owing to the increased surface area.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2011(027)002【总页数】5页(P264-268)【关键词】多孔NiTi合金;溶胶-凝胶法;TiO2涂层;多孔TiO2复合涂层【作者】张静娴;张新平;孙学通;刘应亮【作者单位】华南理工大学材料科学与工程学院,广州,510640;暨南大学化学系,广州,510632;华南理工大学材料科学与工程学院,广州,510640;华南理工大学材料科学与工程学院,广州,510640;暨南大学化学系,广州,510632【正文语种】中文【中图分类】O614.41+1近年来,具有三维孔隙结构的多孔NiTi形状记忆合金由于其形状记忆效应、超弹性特性以及独特的孔结构而引起广泛的关注。

形状记忆合金的研究现状

形状记忆合金的研究现状

Vol.49No 14工程与试验EN GIN EERIN G &TEST Dec.2009[收稿日期] 2009-10-30[作者简介] 何子淑(1976-),女,研究生学历,讲师,从事机械工程材料教学工作。

形状记忆合金的研究现状何子淑,高军成,梁益龙(贵州工业职业技术学院,贵州贵阳550008)摘 要:形状记忆合金是一种重要的智能材料,对其近年来的技术发展进行了综述,着重对形状记忆材料Ni Ti 合金的研究成果及其疲劳性能测试方法和存在的问题进行了讨论,并指出了今后的发展方向。

关键词:形状记忆合金;疲劳性能中图分类号:TB381 文献标识码:A doi :1013969/j.issn.167423407.2009.04.002R esearch Status of Shape Memory AlloysHe Zishu ,Gao J uncheng ,Liang Y ilong(Gui z hou I n d ust ry Prof essional Technolog y College ,Gui y ang 550008,Gui z hou ,Chi na )Abstract :Shape memory alloy (SMA )is a kind of important intelligent material.In t his article ,we summarized t he technology develop ment of SMA in recent years ,especially discussed t he re 2search result s of Ni Ti alloy and t he test met hod of fatigue performance of SMA.At last ,we in 2t roduced t he develop ment direction of SMA.K eyw ords :shape memory alloy ;fatigue performance1 引 言形状记忆合金(Shape Memory Alloys ,简称SMA )是一类具有形状记忆性能的合金,其主要特征是具有形状记忆效应[1]。

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以上 。T i H 的加 入 可 以减 轻 钛粉 的氧 化 现象 组织缺失 的修复和替代及关节
替代等领域。如何获得能够诱导骨组织或器官再生的多孔
Ni — T i 形 状记 忆合 金 是 目前 的研究 热 点 。本 文 对 多 孔 N T i
医用 多孔 Ni — Ti 形 状记 忆合金 的制 备和 性 能研 究进展 / 董 晓 蓉等
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医用 多孑 L N i — T i 形 状 记 忆合 金 的 制备 和 性 能研 究进 展
董 晓蓉, 左孝青 , 钟子龙 , 谢香 云
( 昆 明理工大学材料科学与工程学 院, 昆明 6 5 0 0 9 3 )
t u r e s ,s h a p e me mo r y e f f e c t ,s u p e r - e l a s t i c i t y,a n d b i o e o mp a t i b i l i t y o f t h e p o r o u s Ni - Ti S M As a r e s u mma r i z e d . Th e p r o b l e ms r e ma i n e d t o b e s o l v e d i n t h e s e a s p e c t s a r e a n a l y z e d a n d p o i n t e d o u t .Fi n a l l y ,t h e d e v e l o p me n t d i r e c t i o n o f t h e Ni — Ti S M A s t u d y i s f o r e c a s t e d .
Ke y wo r d s p o r o u s Ni - Ti s h a p e me mo r y a l l o y s ,p r e p a r a t i o n,p o r e s t r u c t u r e
0 引言
多孔 N i — T i 形状记 忆合 金 具有 低 的弹性 模 量 、 良好 的生
物相容性和耐蚀性 , 其多孔结构能为新生骨组织的生长和体
液 的运输 提供 条件 , 形 状 记忆 效 应 又 能使 植 入 简 单 、 减 轻 病 人 的痛 苦[ 1 ] , 故 作为一 种 新 型 的生 物植 入 材 料用 于整 形 外
T i , 与N i 粉和 T i 粉混合后进行冷/ 热压成型 、 1 2 2 3 K烧结, 制备出的多孔 N i - T i 形状记忆合金孔隙度为 3 O ~4 0 , 孔 径多为 5 0  ̄1 0 0 m且分布均匀, 孔隙边界洁净, 开孔率 9 5
摘要 多孔 Ni _ Ti 形状记 忆合金作 为一种人体硬 组织修 复和替换的新型 生物 医用材料 , 在 生物 医学方 面具有
良好的应 用前景 。综述 了多孔 N Ti 形状记 忆合金在 制备 工艺、 孔结构特 点、 形 状记忆效应 、 超 弹性 及生物相容性 等
方面的研 究进展 , 分析 并提 出了尚待 解决的 问题 , 展 望了今后 的研 究方向。
关键 词 多孔 Ni - T i 形状记忆合金 制备 孔结构 文 献标 识 码 : A 中图 分 类 号 : TG 1 3 9
Re s e a r c h Pr o g r e s s o n Pr e p a r a t i o n a n d Pr o p e r t i e s o f Bi o me di c a l Po r o u s Ni — Ti S ha pe Me mo r y Al l o y s
表1多孔镍钛形状记忆合金不同制备方法的特点比较表table1thecharacteristicsofdifferentpowdermetallurgicalmethodsforpreparingporousnitishapememoryalloys制备方法优点缺点元素粉末混合烧结法烧结温度较低加入造孔剂后可制备出孔隙率可控的产品产品孔隙度及孔隙尺寸较小孔隙形状不规则预合金粉末烧结法产品合金化明显纯度较高力学性能优良烧结温度较高耗能较大自蔓延高温合成法制得的产品孔隙度高孔径较大工艺简单可制备大尺寸材料节能省时投资少孔径分布不均杨杰等范围应在3090适合骨细胞生长的孔径范围为100500m孔径小于100m的孔隙有利于纤维结缔组织的连接
s h a p e me mo r y a l l o y s( S M As )h a s a p r o mi s i n g a p p l i c a t i o n i n b i o me d i c i n e .Th e p r e p a r a t i o n p r o c e s s ,p o r e s t r u c t u r e f e a —
DONG Xi a o r o n g,Z UO Xi a o q i n g,ZHONG Z i l o n g ,XI E Xi a n g y u n
( S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g,K u n mi n g Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y ,Ku n mi n g 6 5 0 0 9 3 )
进 行烧结 , 能制备 出 主相 为 N i T i 相、 形 状 记忆 效 应优 良的 多 孔N i — T i 形状 记忆 合 金 。但 是 , 该 种方 法得 到 的 多孔 N i — T i 合 金孔 隙率低 、 孔径 小 。李 丙 运 等_ 4 ] 用T i H。 粉 末 部 分 取代
Ab s t r a c t As a k i n d o f b i o me d i c a l ma t e r i a l f o r h u ma n h a r d t i s s u e r e p a i r a n d r e p l a c e me n t ・t h e p o r o u s Ni - Ti
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