納米SiO2顆粒增強TiNi形狀記憶合金的制備及相關性能研究.pdf

1、TiNi形狀記憶合金(SMAs)具有優(yōu)異的力學性能、良好的耐腐蝕性、生物相容性和特殊的形狀記憶和超彈性性能,作為生物植入材料在醫(yī)療領域有著極大地應用潛力。在TiNi合金中加入陶瓷相顆粒,在增強其強度的同時保持著TiNi合金的優(yōu)異特性,可得到具有優(yōu)良力學性能的TiNi形狀記憶合金復合材料。本論文采用放電等離子燒結(SPS)和真空燒結(VAS)兩種燒結工藝成功制備了不同納米SiO2顆粒含量的TiNi-SiO2復合材料,并分析了SiO2添加量

2、對TiNi-SiO2復合材料的顯微組織、相變特征溫度、力學性能及超彈性的影響,同時對其壓縮斷口形貌進行了觀察,并對斷裂特征及變形機制進行了分析。主要結論如下:
　　1.兩種方法所制備的試樣其顯微組織都主要由TiNi相、Ni3Ti相、Ti2Ni相以及SiO2相組成,且SiO2顆粒均勻彌散地分布在TiNi基體中。
　　2.隨SiO2添加量的增加,SPS法制備的試樣的相變特征溫度,馬氏體相變結束溫度(Mf)、奧氏體相變開始溫度(A

3、s)和奧氏體相變結束溫度(Af)下降,但SiO2的添加量對馬氏體相變開始溫度(Ms)影響不大,而真空燒結試樣的相變特征溫度隨SiO2添加量的增加變化不明顯。
　　3.室溫下的壓縮試驗表明,SiO2顆粒對TiNi合金的強化效果明顯,但隨顆粒加入量增加,其塑性逐漸降低,且其斷裂方式由韌性斷裂轉變?yōu)榇嘈詳嗔?。同時SPS法制備的試樣強度略高于真空燒結試樣,但其塑性低于真空燒結試樣。
　　4.室溫下的循環(huán)加載-卸載實驗結果表明,在小變