激冷ti-ni形状记忆合金薄带的制备和特性研究

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1、分类号：Ｘ７单位代码：１０７２０：１５０８０５０３０５密级：不保密学号ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ硕士学位论文－Ｎ激冷Ｔｉｉ形状记忆合金薄带的制备和特性研究ＳｔｕｄｙｏｎＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆ－ＮＣｈｉｌｌｉｎｇＴｉｉＡｌｌｏＲｉｂｂｏｎｓｙ：吴佩泽论文作者指导教师、职称：贺志荣教授：材料加工工程学科、专业名称研究方向：新材料及其制备技术？二○一八年五月分类号：X7单位代码：10720密级：

2、不保密学号：1508050305硕士学位论文激冷Ti-Ni形状记忆合金薄带的制备和特性研究StudyonPreparationandCharacterizationofChillingTi-NiAlloyRibbons论文作者：吴佩泽指导教师、职称：贺志荣教授学科、专业名称：材料加工工程研究方向：新材料及其制备技术二○一八年五月摘要为了开发微机电系统用快响应微执行器材料，本研究用熔体快淬法制备了激冷Ti-xNi（x=45~49.8at.%）钛镍形状记忆合金薄带，X射线衍射仪（XRD）、用激光共聚焦显微镜（CLSM）、示差扫描量热仪

3、（DSC）和弯曲试验，研究了钛镍二元合金中Ni含量、水冷铜辊转速、不同温度退火处理对薄带显微组织、室温相组成、相变行为和形状记忆行为的影响规律。得到了以下主要结果：铸态和退火态激冷Ti-xNi（x=45~49.8at.%）合金薄带室温组成相为马氏体M（B19’相，单斜结构）和母相A（B2相，CsCl型结构），显微组织呈纵横排列的柱状，具有优异的形状记忆效应。当Ni含量在45~48at.%范围内时，合金薄带冷却/加热时发生A→M/M→A型可逆马氏体相变；Ni含量为49和49.8at.%时，合金薄带冷却时发生A→R→M两阶段马氏体相变

4、，加热时发生M→A一阶段马氏体相变。随Ni含量升高，马氏体相变温度（TM）、马氏体逆相变温度（TA）和正、逆马氏体相变热滞（ΔTM）升高，Ni含量为47at.%时合金薄带的形状记忆效应最优。在制备Ti-47Ni、Ti-48Ni和Ti-49Ni合金薄带时，随铜辊转速增加，三种合金薄带的晶粒变得细小，正逆相变类型未随辊速增加而变化，但相变温度会逐渐降低，形状记忆恢复率提高。随辊速增加，Ti-49Ni合金薄带的相变热滞减小，Ti-47Ni和Ti-48Ni合金薄带的相变热滞先增大后减小，最大相变热滞在辊速为1000r/min时取得。退火温

5、度对激冷Ti-Ni形状记忆合金薄带的相组成和组织形态影响不大，但影响合金薄带的相变行为和形状记忆效应。退火态Ti-45Ni、Ti-47Ni合金薄带冷却/加热时发生A→M/M→A型可逆马氏体相变，随着退火温度升高，合金薄带的相变温度、相变热滞和形状记忆回复率在小范围内波动。退火态Ti-49Ni合金薄带冷却/加热时发生A→M/M→A型可逆马氏体相变，随着退火温度升高，合金薄带的相变温度升高，当退火温度由600℃升至900℃时，TM温度由38.92℃升高到61.19℃。退火态Ti-47Ni合金薄带的形状记忆效应最好。关键词：Ti-Ni形

6、状记忆合金薄带；快速甩带法；辊速；相变；形状记忆效应IAbstractInordertodevelopthemicro-actuatormaterialswithfastresponseusinginmicro-electro-mechanicalsystems(MEMS),thechilledTi-xNi（x=45~49.8at.%）shapememoryalloyribbonswerefabricatedbymelt-spinninginthisresearch.TheeffectsofNicontent,copperroll

7、erspeedandtheannealingprocessesonmicrostructure,phasecomposition,phasetransformationbehaviorsandshapememoryeffectofalloyribbonswereinvestigatedbyX-raydiffraction(XRD),confocallaserscanningmicroscope(CLSM),differentialscanningcalorimetry(DSC)andbendingtest.Theresultsar

8、easfollows.Thecompositionphasesaremartensite(M)(B19ˊphase,monoclinicstructure)andparentphase(A)(B2phase,CsCl-typestructure),