镀镍(nie)纯(chun)钛丝在形(xing)状记忆元(yuan)件(jian)制造(zao)中的(de)应(ying)用(yong)

TiNi合(he)金(jin)具有(you)形(xing)状记忆效应及超弹(dan)性两(liang)种(zhong)特性，可(ke)制(zhi)作构造简单的(de)驱动元件(jian)。这种(zhong)驱动元件的单位体(ti)积做功远比PZT等(deng)其它(ta)材料(liao)的(de)驱动(dong)元(yuan)件(jian)大，但是(shi)制造这种材(cai)料(liao)必须(xu)经(jing)过(guo)复(fu)杂的塑性(xing)加(jia)工和热处理(li)的组合(he)工(gong)艺(yi)，是该(gai)材料的缺点(dian)之(zhi)一(yi)。日本(ben)富士(shi)菲尔(er)特工业公(gong)司和(he)全泽(ze)工(gong)业大(da)学的(de)研究人(ren)员(yuan)采用(yong)镀镍的(de)纯钛丝(si)，制成(cheng)三(san)维(wei)形状(zhuang)元(yuan)件后(hou)进行扩散(san)热处(chu)理(li)，得(de)到(dao)新(xin)开发(fa)的元(yuan)件(jian)，并(bing)评价(jia)了(le)该(gai)元(yuan)件的(de)性(xing)能(neng)。

这种(zhong)三维形(xing)状(zhuang)TiNi合(he)金(jin)元件的制造方法(fa)是：在直径(jing)100μm的纯钛(tai)丝(si)表(biao)面(mian)镀(du)镍(nie)(镀(du)层(ceng)厚(hou)度(du)12μm)，然后(hou)缠绕在(zai)陶(tao)瓷(ci)卷(juan)筒上加工(gong)成圆(yuan)筒形状(zhuang)，再(zai)在真(zhen)空气(qi)氛下(10^-3Pa)进行(xing)扩散热(re)处(chu)理(1173 K温(wen)度(du)下保(bao)温1～8 h，通(tong)氩气快速(su)冷却)，完(wan)成(cheng)后将试料(liao)从(cong)卷(juan)筒上(shang)取(qu)下(xia)。

用(yong)扫(sao)描(miao)电镜(jing)观察了丝(si)材的断面组(zu)织(zhi)，并用(yong)能(neng)量分散x射线分析其组分。结果(guo)表(biao)明，丝(si)材最外周(zhou)为(wei)镀镍层(ceng)，心部(bu)残存(cun)有未(wei)反(fan)应的钛；热处(chu)理(li)使得(de)丝(si)材(cai)生成了(le)Ti_xNi_1-x化合物(wu)相，呈层状(zhuang)，该(gai)化(hua)合(he)物相比例(li)随热处(chu)理时间的(de)延长而(er)增加。X射(she)线(xian)衍射分(fen)析表明，试料(liao)中除(chu)有Ni和Ti以外(wai)，还有(you)TiNi—B19 (TiNi合金(jin)中(zhong)的马氏体相(xiang))。用示差扫(sao)描(miao)量热(re)计测定(ding)了试料(liao)的(de)相

变(bian)温度(du)，结(jie)果(guo)表(biao)明(ming)：所有扩(kuo)散(san)热处(chu)理后的试(shi)样，都(dou)可以明(ming)显观察到(dao)表示热弹(dan)性型马(ma)氏体(ti)相变(bian)的放(fang)热(re)峰(feng)及(ji)吸热峰，根据放(fang)热(re)峰(feng)的位(wei)置(zhi)可(ke)以确定(ding)马氏体相变开(kai)始温(wen)度约340 K，这(zhe)支持(chi)了x射线衍(yan)射分析结果(guo)。

以8h热处理(li)时(shi)间(jian)所得(de)TiNi合(he)金元(yuan)件(jian)为(wei)例(li)，观察(cha)了(le)它的(de)形(xing)状恢(hui)复(fu)动(dong)作。室温(wen)下，变(bian)形的(de)TiNi合金元件(jian)在(zai)453K保持(chi)在(zai)热平(ping)台 ，约40s后合(he)金(jin)元件恢(hui)复(fu)到初(chu)始(shi)形(xing)状，表明其性能良好(hao)。

相关(guan)链接(jie)