下载文档原格式
一、概述形状记忆合金（SMAs）是一种具有记忆性能的功能材料，具有形状可逆性和超弹性等独特性能。
其中，niti形状记忆合金由镍和钛两种元素组成，具有优良的记忆性能和机械性能，被广泛应用于医疗器械、汽车、航空航天等领域。
而动态扫描量热仪（DSC）曲线是研究niti形状记忆合金相变行为的重要手段。
二、niti形状记忆合金的基本性能1. 记忆效应niti形状记忆合金具有记忆效应，即在预设的形状被改变后，当受到外力或温度变化等刺激后，能够恢复到其预设的形状，这一特性使得niti形状记忆合金在医疗领域中得到广泛应用，如血管支架等医疗器械的制造。
2. 超弹性niti形状记忆合金还具有超弹性，即在受到外力作用时，能够产生较大的形变而不会发生塑性变形，一旦外力消失，又能够自行恢复原有形状，这种性能使得niti形状记忆合金在汽车和航空航天领域中得到广泛应用。
三、动态扫描量热仪曲线的意义1. 相变温度动态扫描量热仪曲线可以帮助研究人员测定niti形状记忆合金的相变温度，包括马氏体相变和铁素体相变的温度范围和特性，这对于合金的性能评价和应用具有重要意义。
2. 相变热DSC曲线还可以用来测定niti形状记忆合金的相变热，即相变过程中所释放或吸收的热量，这对于理解合金的相变机制和热力学性能具有重要意义。
四、niti形状记忆合金的DSC曲线特征1. 马氏体相变峰在DSC曲线上，马氏体相变通常会呈现出一个明显的放热峰，该峰对应着马氏体相变所释放的热量，通过测定该峰的温度和面积可以得到相变温度和相变热。
2. 铁素体相变峰在DSC曲线上，铁素体相变也会呈现出一个放热峰，该峰对应着铁素体相变所释放的热量，通过测定该峰的温度和面积可以得到相变温度和相变热。
五、niti形状记忆合金的DSC曲线分析1. 相变温度通过分析DSC曲线上的马氏体相变和铁素体相变的温度峰值可以得到合金的相变温度范围，并进一步研究相变温度与合金组织结构和成分之间的关系。
电阻法测量镍钛铌形状记忆合金相变点的研究【电阻法测量镍钛铌形状记忆合金相变点的研究】1. 引言镍钛铌形状记忆合金作为一种具有形状记忆效应和超弹性的材料，已经在许多领域得到广泛应用，例如机械工程、航空航天、医学等。
对于这种合金的研究，特别是对其相变点的准确测量，一直是学界和工业界关注的热点问题。
而电阻法作为一种简单有效的测量方法，成为研究者们广泛采用的手段之一。
2. 电阻法原理电阻法通过测量镍钛铌合金在相变过程中电阻的变化，来确定其相变点。
镍钛铌合金在相变过程中，其晶体结构由初始的立方相转变为四方相，这种结构转变会引起电阻的明显变化。
利用电阻-温度曲线，可以准确测量出合金的相变点。
3. 电阻法测量步骤（1）样品制备：需要准备一定尺寸和形状的镍钛铌合金样品。
样品的制备应遵循一定的标准和要求，以确保测量结果的可靠性。
（2）电路搭建：将合金样品连接到电路中，在一定电流下通过样品。
还需要将温度传感器安装在样品靠近的位置，以测量温度变化。
（3）测量过程：通过电压表或电流表来测量电路中的电流和电压变化。
将测量得到的数据与温度传感器测得的温度数据相对应，可以得到电阻-温度曲线。
（4）数据处理：根据得到的电阻-温度曲线，可以确定相变点的温度。
对于镍钛铌合金来说，室温下其相变点通常在50-100摄氏度之间。
4. 相关研究成果许多研究者已经利用电阻法对镍钛铌形状记忆合金的相变点进行了测量，并取得了一些有价值的成果。
他们通过改变合金的组成、热处理条件等因素，来探究相变点的变化规律。
这些研究为我们更深入地理解镍钛铌合金的相变机制和性能调控提供了重要参考。
5. 个人观点和理解对于电阻法测量镍钛铌形状记忆合金相变点的研究，我认为还存在一些挑战和机遇。
我们需要进一步改进实验装置和数据处理方法，以提高测量精度和可靠性。
另我们可以结合其他测量方法，如差示扫描量热法等，来互相验证和补充测量结果，以获得更全面的信息。
6. 总结与回顾本文主要介绍了电阻法测量镍钛铌形状记忆合金相变点的研究。
形状记忆合金及其相变机制教学重点：9形状记忆效应9镍钛形状记忆合金及其相变9铁锰硅基记忆合金及其应力诱发马氏体相变形状记忆效应·形状记忆效应(Shape Memory Effect ,简称SME) :将材料在一定条件下进行一定限度以内的变形后，再对材料施加适当的外界条件，材料的变形随之消失而回复到变形前的形状的现象。
形状记忆材料●具有形状记忆效应的合金:形状记忆合金具有形状记忆效应的金属，通常是由2种以上的金属元素构成的合金，故称为形状记忆合金(Shape Memory Alloys，简称SMA)。
●20世纪80年代先后在高分子聚合物、陶瓷材料、超导材料中发现形状记忆效应。
●具有形状记忆效应的材料统称为形状记忆材料形状记忆效应可分为3种类型：①单程形状记忆效应②双程形状记忆效应③全程形状记忆效应单程形状记忆效应：合金在高温下制成某种形状，在低温相时将其任意变形，再加热时恢复为高温相形状，而重新冷却时却不能恢复低温相时的形状。
图1 单程形状记忆效应图2 双程形状记忆效应●双程形状记忆效应：加热时恢复高温相形状，冷却时恢复低温相形状，即通过温度升降自发可逆地反复恢复高低温相形状的现象，或称为可逆形状记忆效应。
●全程形状记忆效应：当加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的高温相形状的现象（只能在富镍的Ti-Ni合金中出现）。
图3 全程形状记忆效应●普通的马氏体相变是钢的淬火强化方法，即把钢加热到某个临界温度以上保温一段时间，然后迅速冷却，钢转变为一种马氏体结构，并使钢硬化。
●大部分合金和陶瓷记忆材料是通过热弹性马氏体相变而呈现形状记忆效应。
形状记忆原理与马氏体相变奥氏体(A) 马氏体(M)图4 45＃钢淬火工艺曲线AM钢的马氏体相变不可逆冷却加热●热弹性马氏体：马氏体一旦生成可以随着温度降低继续长大，当温度回升时，长大的马氏体又可以缩小，直至恢复到原来的母相状态，即马氏体随着温度的变化可以可逆地长大或缩小A M冷却加热热弹性马氏体相变可逆性过程s G Δ●弹性应变能以外的相变阻力(近似为定值)●母相转变为马氏体的化学驱动力()P M P M P M c nc s G T G G G →→→Δ=Δ+Δ+Δ()M P T G Δ→●母相转变为马氏体的驱动力MP nc G +Δ→●非化学驱动力(相变时新旧相体积变化产生的应变能)()P M M P c G T G G →Δ=−马氏体相变动力学：图5 马氏体相变驱动力与温度的关系TM cGM P ncG+Δ→sG ΔGT 0M SMs ——冷却时产生热弹性马氏体的起始温度M f ——冷却时转变的终止温度As ——升温时逆转变的起始温度A f ——逆转变终止温度温度马氏体低温相奥氏体母相As A fMsM f电阻图6随温度变化发生马氏体相变时电阻的变化降温升温热弹性马氏体随温度变化的相变过程图7 形状记忆效应机制示意图变体界面移动，相互吞食变形前后M 结构未变结构相同，位相不同的马氏体原子排列面的切应变图8 形状记忆合金晶体结构变化模型在T 0与Ms 之间的某一温度对合金施加外力也可引起马氏体转变。
形状记忆合金1932年，瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到"记忆"效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。
形状记忆合金的“记忆”性能源于马氏体相变及其逆转变的特性，如图1所示。
母相为有序结构的奥氏体（a），温度降低时原子发生位移相变，变为比母相柔软的热弹性马氏体（b）；在马氏体存在的温度区间中受外力作用可产生变形，成为变形马氏体（c）。
当加热到一定温度时，出现逆转变，即马氏体转变为奥氏体，晶体恢复到高温母相，其宏观形状也恢复到原来的状态。
可见形状记忆合金“记忆”的是高温奥氏体的形状。
具有形状记忆效应的合金主要有Ti-Ni 系、Cu-Zn-Al 系以及Cu-Al-Ni 系合金。
形状记忆合金不仅单次“记忆”能力几乎可达百分之百，即恢复到和原来一模一样的形状，更可贵之处在于这种“记忆”本领即使重复500万次以上也不会产生丝毫疲劳断裂。
形状记忆合金的应用非常广泛，广为世人所瞩目，被誉为"神奇的功能材料"。
(1)作合金管接头：先在转变温度以上把镍钛合金管接头按密封要求尺寸进行加工，使其内径比所要连接管子的外径小4%；然后，在液氮低温下将管接头直径扩大，使其内径比所要连接管子的外径稍大(大4%)并连接起来；在常温下自然升温或加热到转变温度以上，镍钛合金发挥形状记忆效应，管接头自动收缩，管径变细，恢复到第一次加工的尺寸，把两根管子紧紧地连到一起。
美国F－14型飞机的液压系统中，平均每架要用800个形状记忆合金接头。
自1970年以来，美国海军飞机上使用了几十万个这样的管接头，没出现过一次失效的记录。
(2)作航天天线：将形状记忆合金做成大型伞状天线，在马氏体状态下收缩成一小团以便于卫星携带。
卫星入轨后在阳光照射下升温，天线自动打开。
如图2所示。
(3)作热敏感驱动器：形状记忆合金具有感温和驱动的双重功能，可用于设计制造控制装置，如控制水管水温的弹簧、自动开启或关闭暖气的阀门、消防报警装置及电器设备的保安装置等。
