我国形状记忆合金研究与应用的新进展

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材料导报２００４年２月第１８卷第２期

我国形状记忆合金研究与应用的新进展＋

杨冠军１

杨华斌２

曹继敏２

（１西北有色金属聊ｆ究院，西安７１００ｌ６；２西安赛特金属材料开发有限公司，西安７１００ｌ６）

摘要

综述了我国形状记忆合仝研完与应用的新进展，重点介绍了Ｔ１Ｎｉ合金、铜基合金和铁基合盒的进展情

况，井对我国形状记忆合金的将来发展方向进行了评速。

关键词形状记忆台金形状记忆教麻超弹性应用

．．刘，

Ａ

Ｍｅｍｏｒｙ

ＡｌｌｏｙｓｉｎＣｈｉｎａ

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Ｏ前言

ｌ

和相平獯｝关系口叫］，并提出了可用于热弹性马氏体相变热力学定量分析的改进０

Ｐ热力学模型“］。

贾堤研究了Ｖ对，ｒ１。。Ｎ‰Ｎｂ，记忆合金临界屈服强度应力的影响口］。研究结果表明，利用ｌａｔ斯Ｖ替代该合金中的Ｎｂ，可有效地提高Ｔ－一ＮｒＮｂ记忆台金临界屈服应力，改善该合金的形

状记忆回复率。

９５１年人们首次在Ａｕｃｄ合金上发现独特的形状硭忆效

应（ｓｈａｐｅＭｅｎｌｏｒｙＥｆｆｅｃｔ，ＳＭＥ），但直到１９６３年美国海军武器

实验室发现Ｔ Ｎ 合金具有形状记忆效应时，才引起人们对形状记忆合金（ｓｈａｐｅＭｅｍｏｒｙＡ１ｉｏｙ，ｓＭＡ）的实用性寄予了很大的希望。迄今为¨：，已发现有２０多种形状记忆合金，在工业自动化、能源、航空、航天、运输、建筑、医疗，家电、仪器仪表以及日常生活用品等领域已得到广泛应用。目前获得应用的形状记忆合金主要有３类：Ｔ１Ｎｉ合金、铜基合金和铁基合金。

我国自１９７８年开始形状记忆台金的研究以来，在某些方面

为提高ＴｌＮｉ台金使用温度，人们通过在７ＩｌＮｉ合金中添加Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、ｚｒ和Ｈ｛来提高合金的相变温度。其中Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ的加入使台金的造价极为昂贵，Ｚｒ提高合金相变温度的作用又不十分显著，因而ＴｌＮＩＨｆ合金以其价格低、相变温度高的优势受到高度重视。对ＴｌＮｌＨｆ合金的研究“３表明，Ｔ－ＮｉＩＨ台盒的设计准则是：在保持Ｎｌ含量低于５０ａｔ“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加工性能。与此同时，可添加其它合金元素，在不显著影响合金相变温度的前提下，改善合金的加工性能。

在生物医用多孔ＴＩＮｔ合金研究方面也取得了较大的进展”“。采用燃烧合成工艺研制出性能优良的多孔Ｔ１Ｎｌ形状记

忆合金。

如热弹性Ｌ５氏体相变理论和ＴｔＮ一台金的医疗应用已居世界领先水平。但由于形状记忆合金加工工艺复杂，设备条件有限等原因，工程应用及产业化进程缓慢。最近几年，由于我国经济的发展，研究资金投入的加大，形状记忆台金批量生产工艺有了明显突破，同时也开发了许多有良好市场前景的产品，使形状记忆合金产业处于一个高速发展的阶段。

本文对我国目前形状记忆合金的研究、应用以及产业化现状进行了综述，并就将来的发展趋势进行了评述；

在形状记忆台金薄膜制备方面，曲炳郡和他的同事采用块材冷轧法制备出理想的Ｔ－Ｎ－台金薄膜ｏ。。该工艺优点是：工艺难度小，制得的薄膜性能稳定可靠，相变温度与相应的块材相筹不大；不足是：工艺周期长，且薄膜不能轧到任意薄，一般在数十

微米“上。

１形状记忆合金研究

１．１

ＴｉＮｊ基合金

Ｔ－Ｎｌ基合金由于表现出优良的形状记忆效应和超弹性、高

的耐磨耐腐蚀性能，而成为形状记忆台金家族中的佼佼者，是当今最具实用性的形状记忆合金系列。为满足实际应用对Ｔ，Ｎｔ基合金提出的各种要求，近年来，我国研究者对台金相图、相变热力学煦第三第四合金兀素的添加等进行了大量的研究工作。

作者采用多元扩散偶一电子探针微区成分分析技术研究了

Ｔｌ—Ｎ１一Ｎｂ三元系全部成分范围相例的７００。ｃ、８００。Ｃ，９００。ｃ等温截面．确定了该三元系在以上３个温度下各相的相平衡成分

１．２铜基合金

铜基台金是继Ｔ－Ｎｉ合金之后的又一种实用性较强的形状

记忆合金。与Ｔ１Ｎｔ合金相比，它容易加工、成本低，但也存在一

些问题，主要是晶粒粗大，热稳定性差蹦及记忆性能易衰退等问题。为克服以上不足，人们希望通过添加台金元素或改进工艺来

细化组织．克服马氏体的稳定化。

在ＣｕｚｎＡｌ合金中舔加微量镧铈复台稀上（（】．０１～

＊国家科技攻关计划资助项目（２００２ＢＡ３２９ｃ）

杨冠军：男，４０岁，工学博士，教授，陕西省西安市ｊｌ信箱（７１００１

６）

１ｋｌ：０２９—８６２３１０９３

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