热处理对Ti-Mo-V-Nb-Al合金微观结构的影响

形状记忆合金由于其优良的超弹性和形状记忆效应而在医学上有着广泛的应用，其中由于NiTi形状记忆合金相较其它形状记忆合金具有更好的超弹性和生物相容性而得到了广泛的应用。但由于镍元素的毒性，使得开发一种生物相容性更好、无镍且具有良好力学性能的形状记忆合金成为必需。Ti-Mo-V-Nb-Al五元合金就是为此而开发的一种新型形状记忆合金。本研究用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和高分辨电子显微镜（HREM）研究了不同热处理条件对Ti-Mo-V-Nb-Al形状记忆合金微观结构的影响。     

NiTi形状记忆薄膜的显微结构和力学性能

NiTi形状记忆合金薄膜具有形状记忆效应，极有希望用于制造高技术领域微电子机械系统中的微型激发器。NiTi形状记忆合金薄膜在制备和使用过程中需要高品质（衬）底材。本文利用高分辨电子显微学和高分辨分析电子显微学详细研究了硅底材NiTi形状记忆合金薄膜的NiTi／Si和NiTi／SiO2微结构体系，包括薄膜精细结构和界面反应。也研究了其显微结构和力学性能的关系。特别给出了NiTi形状记忆合金薄膜产生疲劳过程的微观过程的起因，通过高达十万个使用热循环前后样品显微结构变化的比较，发现纳米尺度上的TiNi3新相的形成导致疲劳过程的发生。如何抑制TiNi3新相形成的研究正在进行之中，这将为进一步提高NiTi形状记忆合金的使用寿命指出方向。     

60keV质子辐照对TiNi记忆合金薄膜马氏体相变的影响

 利用磁控溅射的方法在氧化后的单晶Si基片上制备了TiNi形状记忆合金薄膜，利用示差扫描量热法和原位X射线衍射研究了薄膜的马氏体相变特征。通过60keV质子注入（辐照）薄膜样品研究了H+离子对合金薄膜马氏体相变特征的影响，结果表明氢离子注入后引起了马氏体相变开始Ms和结束点Mf以及逆马氏体相变开始As和结束温度Af的下降，而对R相变开始Rs和结束温度Rf影响不大。掠入射X射线衍射表明H+离子注入后有氢化物形成。H⁺离子注入形成的氢化物是引起相变点的变化的主要因素。     

ICP-AES法同时测定TiNi形状记忆合金中杂质Co、Cu、Cr、Fe、Nb

研究建立了ICP—AES同时测定TiNi形状记忆合金中Co、Cu、Cr、Fe、Nb5元素的方法。进行了必要的条件试验，选择了分析线及其他仪器工作参数；考察了方法检出限、H2SO4酸度及基体钛、镍对测定的影响、工作曲线线性。进行了准确度和精密度试验，各元素的加标回收率为Co98．4％。99．6％、Cu98．0％～103％、Cr98.9％～99．6％、Fe94．6％～95．8％、Nb99．8％。102％。5种元素的相对标准偏差范围为4．2％-10％。     

非对称碰撞约束下形状记忆合金梁的随机响应与分岔

形状记忆合金(SMA)是二十一世纪具有形状记忆效应的新型智能材料.针对具有非对称约束的SMA梁,本文构造了碰撞振动系统.在无碰撞和有碰撞两种情况下,利用随机平均法给出了近似解析结果.数值模拟作为验证解析结果的工具.结果表明,系统能量的概率响应曲线具有非光滑特性.当约束位置发生变化时,系统会出现随机P分岔和D分岔.     

基于OTDR和SMA原理的分布温度阈值执行器的设计

温度阈值执行器的设计是准分布光纤温度报警系统对温度报警空间定位的关键.本文分析了基于OTDR和SMA设计温度阈值执行器的原理,提出了执行器的物理模型.通过实验测试,从SMA弹簧样品中选出了满足执行器技术要求的记忆弹簧,完成了执行器的机械设计.系统运行表明:执行器能有效运作,能够实现准分布温度报警,并且系统具有接近1.5 m的空间分辨率和低于16 s的响应时间等优良的性能参数.     

计及相变微结构演化的形状记忆合金本构描述

基于对NiTi形状记忆合金的实验观察及有限元分析,考虑两相间的应变不协调关系,采用应变修正法建立了计及片层状微结构的本构模型,本模型考虑了两相间的相互约束,及其约束随微结构演化的变化规律.研究了NiTi形状记忆合金微圆管在拉伸和扭转下的响应特性.计算结果与实验结果的对比表明所建本构模型较好地描述了伪弹性响应尤其是较好地描述了拉伸实验过程中的应力跌落现象.     

光电子显微术的原理和应用

近十年来,光电子显微技术取得了长足进步并已商业化。光电子显微是一种高衬度的成像技术,对材料表面电子结构高度敏感。本文介绍光电子显微镜的成像原理,并着重分析其衬度机制。简要总结光电子显微术在表面结构分析,表面化学,磁学,以及半导体器件表征等方面的应用。目前光电子显微术的两个重要发展方向是利用同步辐射光源和脉冲激光光源做激发源;利用脉冲激光的多光子激发光电子显微术可以对较高功函数（大于光子能量）的材料成像;而脉冲时间分辨光电子显微术可用来研究表面瞬态电子的弛豫动力学机制。文章介绍了在实现飞秒时间分辨以及多光子激发的光电子显微方面的进展。我们利用多光子光电显微术对溅射制备的纳米结构银薄膜表面进行成像,结果表明多光子成像照片上存在一些高强度的亮点,而在单光子成像照片未观察到类似现象。推测这些亮点源于纳米结构银表面的等离子激元的高局域选择性激发。文章还介绍了利用光电子显微术原位观察CuZnAl形状记忆合金的热诱导相变。     

形状记忆合金椭圆孔口问题的有限单元法

基于Lagoudas形状记忆合金(SMA)三维本构模型,假设材料为各向同性,推导了SMA平面应力状态的增量型本构方程,继而编写了ABAQUS用户自定义材料(UMAT)子程序,研究了在双向拉伸情况下,外载荷、温度、椭圆孔口长短轴之比对超弹性SMA椭圆孔口板中应力诱发马氏体相变区的影响。数值结果表明:应力诱发马氏体相变首先发生在椭圆孔口长轴端点部位,在外加载荷作用下逐渐扩展到板内,并由内向外形成马氏体相区、相变混合区和奥氏体相区;SMA板内应力诱发马氏体完全相变区面积与施加外载荷成正相关,与温度成负相关;随着椭圆孔口长短轴之比增大,SMA板内应力诱发马氏体完全相变区面积呈现出先减小后增大的趋势;拉应力差值相同时,相较于拉应力沿椭圆孔口长轴方向较大的情况,当拉应力沿椭圆孔口短轴方向较大时,SMA板内完全相变区面积较大,椭圆孔口周边应力集中现象更明显。     

MSM原理及其在直线驱动器上的应用

磁控形状记忆合金（MSM）是一种新型功能材料，具有形变量大和机电能量转换效率高的特点。该文首先介绍了MSM在磁场作用下的形变机理，并测得在0．4T的磁场下其自由形变率可达3．6％。然后分析利用仿生学蠕动原理将MSM小步距的位移累加形成直线驱动器所需要的大行程的工作原理，设计出了MSM直线驱动器及其控制系统，最后给出了样机的实验结果。