NiTi形状记忆合金丝输出应力与应变

形状记忆合金原理

形状记忆合金原理形状记忆合金是一类具有记忆性能的金属材料，其主要原理是基于相变的特性。

相变是指材料在经历温度或应力变化时发生的结构转变。

形状记忆合金通常由几种金属元素组成，例如镍钛合金（NiTi）和铜铝锌合金（CuAlNi）。

形状记忆合金的记忆性能源于其晶格结构的可逆变化。

当形状记忆合金处于高温相态时，晶格结构会发生变化，并具有较高的韧性和可塑性。

当温度降低到临界温度以下，形状记忆合金将会发生一种相变，晶格结构会从高温相态转变为低温相态。

在低温相态下，形状记忆合金呈现出预先确定的形状。

当应力作用于合金时，合金会发生形状改变，但一旦应力消失，形状记忆合金又会恢复到其原始的形状。

这种自身恢复的能力使形状记忆合金具有很多应用潜力。

形状记忆合金的形状记忆效应主要由两个过程共同作用实现：弹性变形和相变。

弹性变形是指在外力作用下形状记忆合金发生可逆的弹性应变。

具体来说，当外力作用后，合金中的晶格结构发生畸变，但并未达到破坏点，而是在去除外力后通过弹性回复恢复到初始形状。

相变是指合金在温度变化下发生的晶体结构相变。

当外力去除后，合金通过温度的改变实现形状的记忆效应。

当温度回升到一定临界温度时，材料会由低温相态变为高温相态，晶格结构发生改变，形状记忆合金将会失去形状记忆效应。

当温度再次降低时，合金将再次回到低温相态，并恢复原始形状。

形状记忆合金由于其独特的记忆性能，在多个领域得到广泛的应用。

例如，医疗领域中的支架器械和牙套、航空航天领域中的航空零部件以及汽车工业中的发动机零部件等。

形状记忆合金的原理使得这些设备能够适应不同的环境和应力变化，增强了其稳定性和可靠性。

nitinb形状记忆合金的应力松弛研究

nitinb形状记忆合金的应力松弛研究
形状记忆合金是一种具有特殊性能的材料，它可以在受到外力作用时发生形变，但在去除外力后又能恢复原来的形状。

这种材料的应用非常广泛，例如在医疗器械、航空航天、汽车制造等领域都有着重要的应用。

Nitinol是一种常见的形状记忆合金，它由镍和钛两种元素组成，具有优异的形状记忆性能和超弹性。

在应用中，Nitnol通常需要承受一定的应力，因此研究其应力松弛特性对于提高其应用性能具有重要意义。

应力松弛是指材料在受到一定应力后，随着时间的推移，其应力逐渐减小的过程。

Nitnol的应力松弛特性与其组织结构、加工工艺、应力水平等因素密切相关。

研究表明，Nitnol的应力松弛主要是由于晶格缺陷和位错运动引起的。

为了研究Nitnol的应力松弛特性，研究人员通常采用拉伸试验或压缩试验等方法，通过测量其应力-应变曲线和应力松弛曲线来分析其性能。

研究发现，Nitnol的应力松弛特性与其应力水平、温度、时间等因素密切相关。

在高温下，Nitnol的应力松弛速度较快，而在低温下则较慢。

除了应力松弛特性外，Nitnol的形状记忆性能也是其应用的重要指标之一。

研究表明，Nitnol的形状记忆性能与其组织结构、加工工
艺、应力水平等因素密切相关。

在应用中，需要根据具体的应用场景来选择合适的Nitnol材料，并对其进行适当的加工和处理，以提高其形状记忆性能和应力松弛特性。

Nitnol作为一种重要的形状记忆合金材料，其应力松弛特性对于其应用性能具有重要影响。

通过深入研究其应力松弛特性和形状记忆性能，可以为其应用提供更好的支持和保障。

TiNi形状记忆合金丝在约束态热循环后的力学特性

中图分类号：３１ＴＢ８文献标识码：Ａ文章编号：０１４８（０６０ — ０６０１０ — ３１２０）２０２ —３
ＡｂｔａｔＴｈｃａｃｌｂｈａｉｆＴｉｈａｅｏｙａｌｙｗｉｅｎｃｎｓｒｉｅｈｅｍａｙｌｓｓｒｃ：ｅｍｅｈｎｉａｅｖｏｒｏＮｉｓｐｅｍｍｒｌｏｒｓｉｏｔａｎｄｔｒｌｃｃｅｗｅｅｓｕｄｅｒｔｉｄ．Ｔｈｅｒｓｔｈｏｄｔｔｉｈｅｔｒｌｃｃｅｓｏｅｕｒｎａｉｅｕｌｓｓｗｅｈａｆｔｈｅｍａｙｌｔｐｐｄｄｉｇｈｅｔｎｇ，ｏｔｐｄｄｕｒｒｓｏｐｅ —
ｌａｉｇｓｒｓｔａｎｃｒｅｘｉｉａｐａｅｕｉｍｅｉｔｌ．ｏｄｎｔｅｓｓｒｉｕｖｓｅｈｂｔｌｔａｍｄａｅｙ
ｓｒｓ — ｔａｎｃｖｓｅｈｉｉｅｉａｌｓｉｅｐｏｅｆｌｏｄｂｔｅｓｐｌｔａｆｔｏｎｔａｎｅｔｅｓｓｒｉｕｒｅｘｂｔｄａｌｎｅｒｅａｔｃｒｓｎｓｏｌｗｅｙａｓｒｓａｅｕｉｈｅｃｓｒｉｄｔｒａｙｃｅｓｏｐｅｐｏｏｏｉ．Ｉｈｏｔａｎｄｔｅｍａｙｌｔｐｅｏｎｈａｉｈｅｍｌｃｌｔｐｄｕｎｃｌｎｇｆｔｅｃｎｓｒｉｅｈｒｌｃｃｅｓｏｐｄｕｐｅｔｎｇ，ｔｅｕｎ— ｈ

超弹性形状记忆合金丝NiTi力学性能的试验研究

超弹性形状记忆合金丝(NiTi )力学性能的试验研究左晓宝李爱群　倪立峰陈庆福(南京理工大学,东南大学)(东南大学)(江苏法尔胜集团公司)摘要:从土木工程振动控制的角度出发,通过NiT i 形状记忆合金丝处于超弹性状态下的力学性能试验,研究温度、加载速率、应变幅值、循环次数等加载工况对形状记忆合金的相变应力、耗能能力、变形模量及残余应变等力学性能参数的影响规律,并给出了各力学性能参数与主要影响它的加载工况之间的关系。

试验和分析结果表明,处于超弹性状态下的形状记忆合金具有良好的耗能阻尼性能、较大的可恢复变形能力和很高的结构驱动能力,可满足土木工程结构振动控制的需要。

关键词:形状记忆合金;智能材料;超弹性;力学性能;振动控制中图分类号:T U31113,P3151976 文献标识码:A 文章编号:10002131X (2004)1220010207AN EXPERIMENTA L STU DY ON THE MECHANICA L BEHAVIOR OF SUPERE LASTIC NiTiSHAPE MEMOR Y A LLOY WIRESZuo Xiaobao1,2　Li Aiqun 2　Ni Lifeng 2　Chen Qingf u3(1.Nanjing University of Science and T echnology ,2.S outheast University ,3.Jiangsu Fasten G roup C om pany )Abstract :An experimental study is com pleted on the mechanical behavior of specimens of superelastic NiT i shape mem ory al 2loy (S M A )wires for vibration control in civil engineering.T em perature ,strain rate ,strain am plitude and cyclic number are considered as test parameters to investigate their effects on the mechanical parameters such as phase trans formation stress ,ener 2gy dissipation ,effective stiffness and residual strain.The relation ship between every mechanical parameter and its correspond 2ing loading factor is proposed.The experimental results show that the characteristics of the superelastic S M A wire ,such as high energy dissipation ,large restoring deformation and high driving force ,are suitable for vibration control in engineering.K eyw ords :shape mem ory alloy ;smart material ;superelasticity ;mechanical behavior ;vibration control收稿日期:2002212223,收到修改稿日期:2004205210国家自然基金重点项目:(50038010)1　引言结构的振动控制是当今土木工程界关心的重点问题之一,人们总是在探求各种方法来减轻振动给工程结构带来的危害。

形状记忆合金的性质,应用及效应机制

片状马氏体
板条马氏体
针状马氏体
马氏体相变：
它是母相奥氏体（碳在 γ－Fe 中形成的间隙固溶体，面心立方 FCC 点阵）转变为马氏体的过程。
可以恰当而简练的定义为“ 原子联动所引起的切变型点阵相变 ”。母相中的原子，不是处在各自零散状态，而是在保
在逆相变过程中，由于两相之间的点阵对应关系单一，且相变时点阵应变非常小，因而逆相变时母相变体完全固定不变。这样一来，逆相变时必然选取原位向的母相，所以在产生热弹性相变的合金中，形状记忆效应以完全可逆的形式出现。
条件（2）是理所当然的，因为滑移是不可逆过程。也就是说，如果在晶体中出现滑移，由滑移导致的变形即使加热也消除不了。热弹性马氏体相变发生的不是滑移，而是另一种基本的形变机制 — — 孪生。从微观上看，晶体原子排列沿某一特定面镜像对称。那个面叫孪晶面（孪晶是指两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个公共晶面构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为 " 孪晶 " ，此公共晶面就称孪晶面）。即实际上它是由位向互为孪晶关系的两种马氏体区构成，每一个马氏体和母相点阵之间具有晶体学上等价的特定点阵对应关系。这种具有点阵对应关系的每个马氏体称为对应变体。

缺口根半径对NiTi形状记忆合金缺口前应力-应变分布和马氏体相转变的影响

Ｏｃ０７Ｌ２０
文章编号：１７—１６２０）５０２ —５６３５９（０７０ —０９０
缺口根半径对ＮＴ形状记忆合金缺口前ｉｉ应力一应变分布和马氏体相转变的影响
王国珍，魏欣
７０５）３００（兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，甘肃兰州
摘要：用有限元法（Ｅ，ＦＭ）计算不同缺口根半径的ＮｉｉＴ形状记忆合金紧凑拉伸试样在加载一卸载单次循环载荷下缺口前的应力一变分布和马氏体体积分数．应计算表明：４个特征载荷，即加载时缺口尖端Ａ向Ｍ转变开始和结束时的载荷以及逆转变Ｍ向Ａ转变开始和结束时的载荷，均随着缺口根半径的增加而增大．在相同特征载荷下，缺口前端区的最大正应力和等效应变ｅ以及相应于马氏体相变的应力平台的长度均随着缺口根半径的增加而增大．口前端的马氏体体积分数随着到缺口尖端距离的增加逐渐下降，缺在特征载荷下，随着根半径增加，氏体体马积分数增加，生马氏体相转变的区域增大．发
ｔａｓｏｍａｉｎｏｈｐ－ｅｏｙａｌｙＮｉｎｆｏｆｎｔｈｒｎｆｒｔｏｆｓａｅｍｍｒｌｏＴｉｉｒｎｔｏｏｃ
ＷＡＮＧｕ－ｈｎＧｏｚｅ，ＷＥＩｎＸｉ
（ｔｔｙＬｂ．ｏｎｕＡｄａｃｄＮｏｎｆｒｕｅａａｅｉｌ，ＬａｚｏＳａｅＫｅａｆＧａｓｖｎｅ－ｅｒｓＭｔｌＭｔｒａｓｏｎｈｕＵｎｉ．ｏｅ．，Ｌａｚｏ７０５ｖｆＴｅｈｎｈｕ３００，Ｃｈｎｉａ）

niti形状记忆合金的dsc曲线

一、概述形状记忆合金（SMAs）是一种具有记忆性能的功能材料，具有形状可逆性和超弹性等独特性能。

其中，niti形状记忆合金由镍和钛两种元素组成，具有优良的记忆性能和机械性能，被广泛应用于医疗器械、汽车、航空航天等领域。

而动态扫描量热仪（DSC）曲线是研究niti形状记忆合金相变行为的重要手段。

二、niti形状记忆合金的基本性能1. 记忆效应niti形状记忆合金具有记忆效应，即在预设的形状被改变后，当受到外力或温度变化等刺激后，能够恢复到其预设的形状，这一特性使得niti形状记忆合金在医疗领域中得到广泛应用，如血管支架等医疗器械的制造。

2. 超弹性niti形状记忆合金还具有超弹性，即在受到外力作用时，能够产生较大的形变而不会发生塑性变形，一旦外力消失，又能够自行恢复原有形状，这种性能使得niti形状记忆合金在汽车和航空航天领域中得到广泛应用。

三、动态扫描量热仪曲线的意义1. 相变温度动态扫描量热仪曲线可以帮助研究人员测定niti形状记忆合金的相变温度，包括马氏体相变和铁素体相变的温度范围和特性，这对于合金的性能评价和应用具有重要意义。

2. 相变热DSC曲线还可以用来测定niti形状记忆合金的相变热，即相变过程中所释放或吸收的热量，这对于理解合金的相变机制和热力学性能具有重要意义。

四、niti形状记忆合金的DSC曲线特征1. 马氏体相变峰在DSC曲线上，马氏体相变通常会呈现出一个明显的放热峰，该峰对应着马氏体相变所释放的热量，通过测定该峰的温度和面积可以得到相变温度和相变热。

2. 铁素体相变峰在DSC曲线上，铁素体相变也会呈现出一个放热峰，该峰对应着铁素体相变所释放的热量，通过测定该峰的温度和面积可以得到相变温度和相变热。

五、niti形状记忆合金的DSC曲线分析1. 相变温度通过分析DSC曲线上的马氏体相变和铁素体相变的温度峰值可以得到合金的相变温度范围，并进一步研究相变温度与合金组织结构和成分之间的关系。

NiTi形状记忆合金的性能及应用

NiTi形状记忆合金的性能及应用(**************************************)摘要：本文主要介绍了NiTi形状记忆合金的性能，如形状记忆效应、超弹性效应、生物相容性、耐磨性、阻尼性等。

再举例简要介绍它在工程领域、医学领域方面的应用，并对以后的发展方向做了展望。

关键字：形状记忆性能；应用Properties and Application of NiTiShape Memory AlloysAbstract：The essay is mainly introduce the shape memory effects，such as super-elasticity effect，temperature memory effect，biological compatibility , resistance to wear and damping of NiTi shape memory alloys (SMA)，et al . And then talk about the applications of NiTi shape memory alloy in engineering field ，medical field . The development direction of the study field was forecasted．Key words : shape memory effect ; application引言形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称SMA) 是一种特殊的金属材料，经适当的热处理后即具有回复形状的能力，这种能力被称为形状记忆效应(Shape Memory Effect，简称SME) 。

实际上，很多材料都具有SME，但能够产生较大回复应变和形状回复力的，只有少数的几种材料，如：Ni-Ti合金和铜基合金(CuZnAl和CuAlNi)，铁基合金应用最广泛。

形状记忆合金应力与应变实验研究

形状记忆合金应力与应变实验研究形状记忆合金（SMA）是一种具有记忆效应、应力—应变关系特异、耐腐蚀性好、材料刚度变化范围大的金属材料。

SMA材料在自由状态下呈现出一种预定的形状，当受到外界力量刺激时，能够还原为已设定的形状。

这种金属材料对于高精度机械工业、医疗器械等领域有着广阔的应用前景。

本文将从SMA应力与应变的角度出发，探讨SMA的应力与应变实验研究。

SMA通过应力作用下的相变驱动实现形状和结构的变化。

SMA材料在正应力作用下，随着应力的逐渐升高，其晶体结构会发生相变现象，从而促进载荷的变形和各种形状。

在这个变化过程中，SMA材料具有塑性变形、弹性变形和相变过程等不同特异性的变形方式。

此外，SMA材料的龙骨结构还能够得到良好的保障，使机械固体更加稳定，能够工作在液体、东西范围广泛。

SMA的应变特性也是SMA应力与应变实验研究的重要方面之一。

SMA的形变量不是线性的，这是因为SMA存在着各种形状和结构的旋转幅度和相位差等变量。

SMA材料的相变驱动特性是使得SMA材料呈现出应力和应变特异性的主要原因。

SMA应力和应变的非线性变化关系需要通过综合考虑晶体结构和实验参数等因素进行控制。

在实验设计中，必须通过调整实验参数来控制SMA材料的应力和应变的变化过程，使其呈现出更加特异性的变形特点。

总体来说，SMA应力与应变实验研究显著地拓展了该材料的应用领域，提高了SMA材料的工程应用潜力。

本文仅就SMA应力与应变实验研究的若干方面进行简要的阐述，但是可以乐观地预见，在未来的研究方向中，都会加大对该材料应力和应变特性的探索，从而推动SMA材料在机械制造领域、医疗器械领域和智能材料领域的应用和发展。

因此，我们期待着更好的实验技术和更深入的理论研究对SMA材料的重塑和优化，为该材料的未来发展提供更加坚实的科学支持。

NITI形状记忆合金

NiTi形状记忆合金
NiTi形状记忆合金特别是近等原子比NiTi合金（48at％～52at％Ni），由于具有优良的形状记忆效应和超弹性、良好的机械性能以及很好的耐腐蚀性和生物相容性，广泛应用于工程领域和生物医学领域。

所谓形状记忆效是指某些呈现马氏体相变的合金所具有的一种奇特的性能，合金处于低温相时变形，加热到临界温度（逆相变点）通过逆相变恢复到原始形状。

超弹性是指合金在外力作用下产生远大于其弹性极限应变量的应变，在卸载时应变可自动恢复的现象。

由图1可以看出NiTi合金超弹性可分为线性和非线性两类。

非线性超弹性是在一定温度范围内加载与卸载过程中分别发生应力诱发马氏体相变及其逆相变的结果。

图1 NiTi合金力学性能
NiTi记忆合金物理力学特点
强度高、超弹性、耐腐蚀、耐疲劳；
低比重、弹性模量与人骨骼接近；
良好的生物相容性。

表1 NiTi合金典型的物理性能、化学成分及其用途
合金编号相转变温度A f
成分
(原子百分比 at%)
应用场合
1 10~20 °C ~50.7Ni，其余Ti 手机天线
2 0~20°C ~50.9Ni，其余Ti 导丝
3 0~10 °C ~50.77Ni 支架，编织线，细丝
4 20~40 °C ~50.5Ni，其余Ti 人体温度驱动装置，支架，过滤器
5 45~95 °C ~50.0-50.4Ni，其余Ti 驱动器，蠕形弹簧
6 95~115 °C <49.93Ni，其余Ti 驱动器。

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。

NiTi形状记忆合金丝输出应力与应变

。果表明，预应变Ｎｉ结Ｔｉ记忆合盎丝转出应力与应变是非线性关系。输出应力由相变输出应力和弹性输出应力组成，相变输出应力随温度升高而升高，而与预应变几乎无关，相变输出开始和终止应力与温度为线性关系；
１前言
积积一
幼域
预应变Ｎｉ记忆合金丝（氏体状态）约束加热过程中产生回复力特性已引Ｔｉ马在起许多研究者关注】并已将这种特性应用于智能复合材料的控制振动＿４抑制，３】ｌ，
ｐｏｅｓｏｔｅｓａｄｓｒｉｕｔｕｒｃａｆｓｒ￣ｎｔａｎｏｐｔ
图１输出应力与应变关系测试过程示意图．
图２固复力与预应变，温度的关系．
３实验结果与分析讨论
卟本工作得到国家自然科学基金资助
１９９５年１月ｌ日收到２３
２期
崔立山等：Ｎｉ形状记忆合金丝输出应力与应变Ｔｉ
７９
性变形部分不回复，从而获得预变形量；（）持夹头不动（定变形量）将样品温３保恒，度升高至Ａｓ上，再卸载至零，获得ＮＴ合金丝输出应力应变曲线。以ｉｉ样品标距为８ｍ为保持性能稳定，样品先在１０Ｃ循环拉伸２０ｍ６。０次，变形量为

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。

NiTi形状记忆合金材料力学性能的试验研究

中图分类号：Ｔ３Ｇ１９．６文献标志码：Ａ文章编号：２９ —２８（０２０ —００ —６０５７３２１）２１１
ＥｘｒｍｅｔｌｔｄｎｔｅｍｅｈｎｉａｏｅｔｅｆＴｉｐｅｉｎａｕｙｏｈｃａｃｌｓｐｒｐｒｉｓｏＮｉ
第７第２卷期
Ｖ０．１７Ｎｏ．２
２１年２０２月
中国科技论文
ＣＨＮＣＩＮＣＰＥＩＡＳＥＥＡＰＲ
Ｆ．２１曲０２
ＮｉｉＴ形状记忆合金材料力学性能的试验研究
赵祥，王社良，周福霖，黄襄云，赵西成２
ｐｒｅｔｎａｄｄｉｉｇｆｎｔｎ．Ｉｃａｉａｒｐｒｉｓｈｖｏｌａｅｅａｉｎｈｐｗｉｍａｅａｏｐｓｔｎｅｃｐｏｎｒｖｕｃｉｓｔｍｅｈｎｃｌｐｏｅｔａｅａｃｍｐｉｔｄｒｌｔｓｉｔｉｎｏｓｅｃｏｈｔｒｌｃｍｏｉｏ，ｉｉｍａｔｎｉｏｕ，ｔｅｓｓａｅａｄｔｍｐｒｔｒ．ｅｉｅｅｐｒｅｔｆｔｍｐｒｔｒｏｔｏｎＳＡｒｓａｅｃｎｕｔｄｒｅｓｅｖｌｍｅｓｒｓｔｔｔｎｅｅａｕｅＴｎｌｘｅｍｎｏｅｅａｕｅｃｎｒｌｏＭｓｉｓｗｉｅｒｏｄｃｅ．ｈｒｒｃａｃｌｏｅｔｓｏｓｐｒｌｓｉＳＴｅｐｉａｙｍｅｈｉａｒｐｒｅｆｕｅｅａｔＭＡｗｉｓａｅｉｖｓｇｔｄｗｉｃｓｏｅｉｆｅｃｓｏｓｃａｔｒｓｍｎｐｉｃｒｎｅｔａｅｔｆｕｎｔｌｎｅｆｕｈｆｃｏｓａｅｒｉｈｏｈｎｕｅｖｒｎｎａｔｍｐｒｔｒ，ｏｄｇｒｔ，ｗａｎａｐｉｄｎｄｌａｉｇｃｃｅｎｔｅｅｕｖｌｎｅａｔｔｆｅｓｔｅｍａｉｍｎｉｍｅｔｌｅｅｕｅｌａｉｅｓｉｍｌｕｅａｏａｎａｔｏｄｎｙｌｓｏｈｑｉａｅｔｓｃｎｎｓ，ｈｓｉｘｍｕ

形状记忆合金应力应变曲线

形状记忆合金应力应变曲线
形状记忆合金的应力应变曲线可以根据其相变特性分为两个阶段。

1. 学习阶段（Martensitic phase）
- 应变处于较小范围内时，形状记忆合金处于单相Martensitic
相（低温相）。

- 在该阶段下，应力-应变曲线呈现线性关系，随着应力的增加，应变也随之增加。

2. 回复阶段（Austenitic phase）
- 当形状记忆合金受到一定的应力并超过所谓"回复温度"时，
合金相变为奥氏体相（高温相）。

- 在此阶段下，应力-应变曲线的形状由整个应变区域决定，该区域通常被称为“板au（austenite）相”，应力增加不再引起应
变的线性增加。

- 一旦应变达到一定程度，形状记忆合金将开始恢复其原始形状。

- 在达到应力峰值后，应力-应变曲线会出现一个平台，表示形状记忆合金正处于恢复形状的阶段。

- 一旦超过回复温度，合金将完全回复其原始形状。

总体来说，形状记忆合金的应力-应变曲线在学习阶段呈现线
性关系，在回复阶段呈现一个平台，表示合金正在恢复其原始形状。

nitinb形状记忆合金的应力松弛研究

nitinb形状记忆合金的应力松弛研究Nitnol形状记忆合金是一种具有特殊形状记忆效应的金属材料，其具有优异的机械性能和独特的形状记忆效应，因此在医疗、航空航天、汽车等领域得到了广泛的应用。

然而，Nitnol合金在使用过程中会受到应力的影响，导致其形状记忆效应的失效，因此研究Nitnol合金的应力松弛行为对于其应用具有重要意义。

Nitnol合金的应力松弛行为是指在一定应力下，其形状记忆效应会逐渐减弱或消失的现象。

这种现象是由于Nitnol合金中的晶格缺陷和杂质等因素导致的。

在Nitnol合金中，晶格缺陷和杂质会导致晶格的畸变和位错的形成，从而影响其形状记忆效应。

此外，Nitnol合金的应力松弛行为还与其应力水平、温度等因素有关。

为了研究Nitnol合金的应力松弛行为，研究人员通常采用实验和模拟相结合的方法。

实验方面，可以通过应力松弛实验来研究Nitnol合金的应力松弛行为。

在应力松弛实验中，将Nitnol合金样品置于一定应力下，然后测量其形状记忆效应的变化。

通过实验数据的分析，可以得到Nitnol合金的应力松弛规律。

此外，还可以通过电子显微镜等手段来观察Nitnol合金中晶格缺陷和位错的形态和分布情况，从而深入了解其应力松弛机制。

模拟方面，可以采用分子动力学模拟等方法来模拟Nitnol合金中晶格缺陷和位错的形成和演化过程，从而揭示其应力松弛机制。

此外，还可以通过有限元分析等方法来模拟Nitnol合金在不同应力下的形状记忆效应和应力松弛行为，从而为其应用提供理论基础。

总之，Nitnol形状记忆合金的应力松弛研究对于其应用具有重要意义。

通过实验和模拟相结合的方法，可以深入了解其应力松弛机制，为其应用提供理论基础和技术支持。

未来，还需要进一步深入研究Nitnol合金的应力松弛行为，以提高其应用性能和可靠性。

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。

NiTi形状记忆合金热变形机理研究

NiTi 形状记忆合金热变形机理研究
高欣凯1，张允胜1，杨银顺1，牛怡文1，杨丁丁1，官磊2
（１．沈阳工业大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳１１６３００；２．中国航发北京航空材料研究院，北京１０００００）
摘要：本文对ＮｉＴｉ合金开展热压缩试验研究，工艺参数如下：压缩温度在７５０℃～１１５０℃之间，间隔１００℃，压缩速率分别为：０．００５ｓ－１、０．０５ｓ－１、０．５ｓ－１、１０ｓ－１，真应变为０．６。以热压缩试验为基础，从能量耗散角度出发，建立该合金上
Abstract: ＴｈｉｓｔｅｘｔｉｓａｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｔａｒｔｉｎｇｔｈｅｔｈｅｒｍｏｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｔｒｉａｌｏｆＮｉＴｉａｌｌｏｙ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓｂｅｔｗｅｅｎ７５０℃ ａｎｄ１１５０℃ ，ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｅｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙａｒｅ０．００５ｓ－１、０．０５ｓ－１、０．５ｓ－１、１０ｓ－１ｅｖｅｒｙ１００ ℃ ，ｔｈｅｔｒｕｅｓｔｒａｉｎｉｓ０．６．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｒｍｏｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｔｒｉａｌ，ｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｏｆｅｎｅｒｇｙ，ｎｏｔｏｎｌｙｔｈｉｓａｌｌｏｙ，ｓｐｏｗｅｒｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｒａｔｅｍａｐｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅａｂｏｖｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｈａｔｂｅｃｏｍｅｄｅｆｏｒｍｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｓｏｂｓｅｒｖｅｄａｎｄｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｔｈｅｎ，ｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｈｏｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｉｓａｌｌｏｙｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｏｆｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＳｏｔｈａｔｉｔｃａｎｏｆｆｅｒｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｈｏｔｗｏｒｋｉｎｇｆｏｒｍｉｎｇｏｆＮｉＴｉａｌｌｏｙ． Keywords: ＮｉＴｉＡｌｌｏｙ；ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｒａｔｅＭａｐ；ＨｏｔＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

多孔NiTi形状记忆合金的制备及其性能的研究

天津大学硕士学位论文多孔NiTi形状记忆合金的制备及其性能的研究姓名：邓松华申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：杨贤金20031201天津大学硕士论文中文摘要中文摘要粉末冶金法制备的多孔ＮｉＴｉ合金保持了ＮｉＴｉ合金所具有的形状记忆效应和超弹性。

它的多孔特性能够允许骨组织长入，使其在生物医学领域显现出特有的优越性。

本文通过金相显微镜、扫描电镜（ｓＥＭ）、ｘ射线衍射（ＸＲＤ）等分析手段研究了粉末冶金法制备多孔Ｎ讯合金的工艺对其性能的影响，确定了合适的制备工艺；通过压缩实验，弯曲实验，硬度测试和耐磨性测试评价了多孔ＮｉＴｉ合金的机械性能；差热分析（ＤＴＡ）用来研究其相变特性；通过电化学测试和原子吸收光谱分析（ＡＡＳ）研究了其腐蚀特性。

结果表明：压制压力１００ＭＰａ，烧结温度９９０℃，烧结时间８小时能够制备出满足物相、孔隙等特性要求的试样；烧结后的热处理对均匀物相，得到形状记忆效应有重要影响。

多孔ＮｉＴｉ合金的压缩变形没有明显的应力平台，断裂过程表现为脆性断裂，热处理降低了其抗压强度；耐磨性和硬度相对于致密材料有所降低，而且载荷一磨损曲线表现出不同于致密材料的规律。

多孔ＮｉＴｉ合金即使在变形很小的情况下也不能达到１００％的弹性恢复；热一机械循环能够提高形状恢复率．但随循环次数增多形状恢复率呈下降趋势；其ＤＴＡ曲线的吸热峰比较宽，热处理后峰宽有所减小。

孔隙的存在使得多孔ＮｉＴｉ合金的耐蚀性相对于致密材料有所下降。

关键词：多孔ＮｉＴｉ合金，孔隙・‘粉末冶金ｔ机械性能，耐蚀性天津大学硕士论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＰｏｒｏｕｓＮｉＴｉａｌｌｏｙｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｕｓｉｎｇｅｌｅｍｅｍａｌｐｏｗｄｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ．ＰｏｒｏｕｓＮｉＴｉａｌｌｏｙｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｋｅｅｐｔｈｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｕｌｋＮｉＴｉｂｕｔａｌｓｏｈａｓｉｔｓｂｉｏｎｉｃａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｆｉｅｌｄ．Ｏｐｔｉｃａｌ・ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ｓｃａｌａｅｌｅｃｔｒｏｎ—ｍｉｃｍｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ）ａｎｄＸ—ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｆｉｎａｌｓａｍｐｌｅｓａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｐｒｏｃｅｓｓ．Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ，ｂｅｎｄｉｎｇ，ｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｗｅａｒｉｎｇｔｅｓｔｓｗｅｒｅｃａｒｄｅｄｏｕｔｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｉｈｅｐｏｒｏｕｓＮｉＴｉａｌｌｏｙ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓ（ＤＴＡ）ｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅｐｈａｓｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｔｅｓｔａｎｄａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍ（ＡＡＳ）ｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈＯＷｔｈａｔ：Ｕｎｄｅｒａｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆ１００ＭＰａ，９９０。

基于NiTi形状记忆合金板条的恒力元件设计

基于NiTi形状记忆合金板条的恒力元件设计周瑛【摘要】针对NiTi形状记忆合金恒力特性应用的普遍性设计需求,得到一种具有普遍意义的NiTi合金恒力机构的设计规律.使用有限元分析软件ANSYS仿真结论,通过优化总结得到一种NiTi合金在压缩状态下产生恒力现象的几何结构的设计公式.根据恒力元件设计公式得出的恒力机构能够实现恒定输出力.此设计公式对NiTi形状记忆合金恒力元件设计具有普遍性意义,为今后各种恒力元件的设计提供了依据.%A universal design directions was presented to the constant-force elements of NiTi shape memory al-loy(SMA).The conclusions are received by the simulation and optimization through ANSYS, then several proto-types are developed according to the results,and experiments are performed to validate and revise the conclusions. The constant-force behavior of the proposed elements has been obtained and verified by experiments.The conclu-sions provide the basis of the design of different constant-force elements in various fields.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)028【总页数】4页(P187-190)【关键词】NiTi形状记忆合金;恒力元件;板条【作者】周瑛【作者单位】机械系统与振动国家重点实验室,上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG139.6NiTi形状记忆合金(shape semory alloy，SMA)，自1963年由美国海军军械研究室的Buehler博士与合作者发现其形状记忆效应以来，人们对其形状记忆效应的机制以及与之密切相关超弹性效应进行了持续和广泛的研究，随之许多商业化的应用陆续被开发出来[1—5]。