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《石墨烯与FeB对Mg2Ni储氢合金的复合改性及其电化学性能研究》篇一石墨烯与FeB对Mg_{2}Ni储氢合金的复合改性及其电化学性能研究一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益突出，新型能源材料的研究与开发显得尤为重要。
其中，储氢合金因其高能量密度、长循环寿命和环保性等优点，在电动汽车、智能电网储能系统等领域具有广阔的应用前景。
Mg_{2}Ni储氢合金作为其中的一种，其电化学性能的改善是研究的热点。
本文着重探讨石墨烯和FeB 对Mg_{2}Ni储氢合金的复合改性及其对电化学性能的影响。
二、材料与方法1. 材料准备- 选取Mg_{2}Ni储氢合金作为基础材料。
- 石墨烯和FeB粉末作为改性剂。
2. 复合改性方法- 采用机械球磨法将石墨烯和FeB与Mg_{2}Ni合金混合，形成复合材料。
- 调整改性剂的含量，以获得最佳性能的复合材料。
3. 电化学性能测试- 利用电化学工作站进行循环伏安测试、充放电测试等。
- 分析改性前后材料的电化学性能参数，如放电容量、充放电循环稳定性等。
三、实验结果与分析1. 复合改性对结构的影响- 石墨烯的加入使得Mg_{2}Ni合金的晶粒细化，提高了材料的比表面积。
- FeB的加入改变了合金的相结构，形成了更有利于储氢的相态。
2. 电化学性能分析- 循环伏安测试显示，改性后的材料具有更高的放电容量和更好的充放电可逆性。
- 充放电测试表明，随着石墨烯和FeB含量的增加，材料的初始放电容量和循环稳定性均有所提高。
其中，当石墨烯和FeB 的含量达到某一最佳比例时，材料的电化学性能达到最优。
3. 性能优化与机理探讨- 通过调整石墨烯和FeB的比例，可以优化材料的电化学性能。
其中，石墨烯提高了材料的导电性，而FeB则通过改变合金的相结构来提高储氢能力。
- 分析表明，复合改性后的材料在充放电过程中具有更好的动力学性能和更稳定的结构。
这可能是由于改性剂的存在增强了材料的电子传输能力和氢在材料内部的扩散速率。
时效处理对Ni-Ti-Ta形状记忆合金性能的影响(英文)刘江南;马建录;王正品;吴光熙【期刊名称】《稀有金属材料与工程》【年(卷),期】2003(32)10【摘要】采用真空电弧熔炼法制得式为Ni_(46)Ti_(144)Ta_(10)(at％)的锭子,经过均匀化处理后,轧制成板材用作试样;采用DSC,XRD,SEM以及显微硬度测试等试验手段,对经时效处理的新型Ni-Ti-Ta形状记忆合金的性能进行了研究。
结果表明:在300℃～550℃对Ni_(46)Ti_(44)Ta_(10)合金进行时效处理后,有Ti_(11)Ni_(14)沉淀相析出,并且产生沉淀硬化效应;合金的相变温度和硬化程度随着时效处理的参数的不同而不同;经适当的时效处理,该合金不仅具有优越的形状记忆效应,而且可以达到最好的硬化效果。
【总页数】6页(P777-782)【关键词】Ni-Ti-Ta形状记忆合金;时效处理;沉淀硬化;相变温度【作者】刘江南;马建录;王正品;吴光熙【作者单位】西安工业学院;美国佛罗里达大学【正文语种】中文【中图分类】TG146【相关文献】1.固溶处理及时效对镍钛形状记忆合金组织演化及力学性能的影响 [J], 江树勇;赵亚楠;张艳秋;胡励;梁玉龙2.低温时效处理对铁磁形状记忆合金Mn2NiGa的结构、相变和磁性能的影响 [J], 宋瑞宁;李祥;朱伟;刘恩克;李贵江;蔡金芳;王文洪;吴光恒3.时效对TiNiCr形状记忆合金马氏体相变与超弹性的影响(英文) [J], 佟运祥;刘珺婷;陈枫;梁楚锜;田兵;李莉;郑玉峰;4.固溶处理及时效对镍钛形状记忆合金组织演化及力学性能的影响 [J], 江树勇;赵亚楠;张艳秋;胡励;梁玉龙;5.形变时效对Fe14Mn5Si8Cr4NiC形状记忆合金记忆效应和耐蚀性能的影响 [J], 李宁;杨军;文玉华;谢文玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第19卷第5期2009年9月黑龙江科技学院学报Journa l o fH e ilongjiang I nstitute o f Science&TechnologyV o.l19N o.5Sep.2009文章编号:1671-0118(2009)05-0335-04稀土元素Ce对T i-N i形状记忆合金力学性能的影响刘爱莲1,徐家文1,孙俭峰1,蔡伟2(1.黑龙江科技学院材料科学与工程学院,哈尔滨150027;2.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001)摘要:采用拉伸试验研究了稀土元素Ce对T i-N i合金力学性能的影响,通过扫描电镜对T i-N i-Ce合金的断口形貌进行观察。
实验结果表明,添加稀土元素Ce使T i-N i合金的应力)应变行为有显著影响。
在马氏体状态拉伸时,当x(C e)低于0.5%时,合金的应力)应变曲线出现明显的屈服平台;而当x(C e)超过1%时,合金的应力)应变曲线上无明显的屈服平台,以连续屈服和强烈的加工硬化为特征。
随C e加入量增加,合金的延伸率降低、脆性增大,断裂类型由微孔聚集型的韧性断裂逐渐转变为沿晶脆性断裂。
因此,Ce的加入量不能超过1%,否则将损害T i-N i 合金的使用性能。
关键词:T i-N i形状记忆合金;稀土C e;力学性能;断口形貌中图分类号:TG13916;TG14614文献标识码:AEffect of rare ear th Ce add ition on mechanical properties ofTi-Ni shape memory all o ysLIU A ilian1,X U J iaw en1,SU N J ianfeng1,CAI W ei2(1.College o fM ater i a ls Science and Eng ineer i ng,H eil ong ji ang Instit ute o f Sc ience and T echno l ogy,H arb i n150027,China;2.Co llege o fM ater i a ls Science and Eng i nee ri ng,H arb i n Instit u te of T echno logy,H arb i n150001,Ch i na)Abst ract:This paper presents the study of effect o fC e addition on t h e m echanical properties ofT i-N i(x(N i)50.7%)alloy by tensile tests and i n vestigation into t h e fracture m orpho l o gy ofT i-N i-C e a-l l o ys by SE M i n the paper.The results sho w that Ce add ition g i v es an evident effect on the stress-stra i n curves ofT i-N i alloys.W hen the a lloys are subjected to tension underm artensitic state,the stress-stra i n curve of T i-N i a ll o y w ith0.5%x(C e)or less g i v es eviden t stress p lateau;the tensile stress-stra i n curve o fT i-N i a lloy conta i n i n g1%x(Ce)or m ore sho w s no ev ident stress plateau and the stress-stra i n curve is characterized by continuous y ieldi n g and high w ork har den i n g.Increase of Ce content leads to the e l o ngation decreases and t h e brittleness i n creases.I ncreasi n g C e content resu lts i n g radual changes fro m ductil e rupture to brittle one in the fracture type ofT i-N i-Ce a lloys.Ce add ition ofm ore than1% is like l y da m age the perfo r m ance o fT i-N i a ll o ys.K ey w ords:T i-N i shape m e m ory alloy;rare earth Ce;m echanical property;fracture m or pho l o gy收稿日期:2009-08-25基金项目:国家自然科学基金资助项目(50471018)作者简介:刘爱莲(1975-),女,河南省商水人,讲师,博士,研究方向:形状记忆合金,E-ma i:l li ua ili an@。
收稿日期:2003210231;修订日期:2004205218基金项目:总装预研资助项目文章编号:100026893(2004)0620611204Ti NiMo 形状记忆合金的相变、形状记忆效应与力学性能研究丁 振,刘福顺,李 岩,徐惠彬(北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京 100083)Study on Phase T ransformation B ehaviors ,Sha pe Memory E ffects andMechanical Properties of TiNiMo Shape Memory AlloysDIN G Zhen ,L IU Fu 2shun ,L I Yan ,XU Hui 2bin(School of Materials Science and Engineering ,Beijing University of Aeronautics andAstronautics ,Beijing 100083,China )摘 要:研究了TiNiMo 形状记忆合金的相变特性、形状记忆效应和力学性能,结果表明:TiNiMo 合金存在一个R 相变,Mo 的加入降低了TiNi 合金的马氏体相变开始温度(Ms ),Ti 50Ni 48.5Mo 1.5和Ti 50Ni 48Mo 2.0合金的Ms 分别达到了-85℃,-103℃,这两种合金分别在8.51%和8.26%的预应变下获得了8.06%和7.71%的形状记忆效应。
Ti 50Ni 48Mo 2.0合金的屈服强度和抗拉强度分别为589MPa 和799MPa ,比Ti 50Ni 48Fe 2.0的相应强度分别高73%和31%,同时Ti 50Ni 48.5Mo 1.5的力学性能也较为优异,因而TiNiMo 合金是很有发展潜力的新型的记忆合金接头材料。
关键词:TiNiMo 合金;相变特性;形状记忆效应;力学性能;管接头中图分类号:V252;TG 139+16 文献标识码:AAbstract :Phase transformation behaviors ,shape memory effects and mechanical properties of TiNiMo shape memo 2ry alloys are investigated.It is found that a R phase transformation exists in TiNiMo alloy ,and the adition of Mo will lower the martensite start (Ms )temperature of TiNi alloy ,and that the Ms temperatures of Ti 50Ni 48.5,Mo 1.5and Ti 50Ni 48Mo 2.0alloys are -85℃and -103℃,respectively.The two alloys will gain 8106%and 7.71%shape memory effects under 8.51%and 8.26%pre 2strain ,respectively.The yield strength and breaking strength of Ti 50Ni 48Mo 2.0alloy ,measured to be 589MPa and 799MPa ,are 73%higher and 31%higher than the corres ponding strengths of Ti 50Ni 48Fe 2.0,respectively.Furthermore ,Ti 50Ni 48.5Mo 1.5alloy also exhibits excellent mechanical properties.Therefore TiNiMo alloys are very potential when used as new joint materialsK ey w ords :TiNiMo alloy ;phase transformation behavior ;shape memory effect ;mechanical property ;pipe joint TiNi 基形状记忆合金具有优异的记忆特性和超弹性、良好的力学性能、耐腐蚀性、生物相容性以及高阻尼特性,因而在航空航天、生物医用等领域获得了广泛的应用[1]。
NiTi形状记忆合金
NiTi形状记忆合金特别是近等原子比NiTi合金（48at％～52at％Ni），由于具有优良的形状记忆效应和超弹性、良好的机械性能以及很好的耐腐蚀性和生物相容性，广泛应用于工程领域和生物医学领域。
所谓形状记忆效是指某些呈现马氏体相变的合金所具有的一种奇特的性能，合金处于低温相时变形，加热到临界温度（逆相变点）通过逆相变恢复到原始形状。
超弹性是指合金在外力作用下产生远大于其弹性极限应变量的应变，在卸载时应变可自动恢复的现象。
由图1可以看出NiTi合金超弹性可分为线性和非线性两类。
非线性超弹性是在一定温度范围内加载与卸载过程中分别发生应力诱发马氏体相变及其逆相变的结果。
图1 NiTi合金力学性能
NiTi记忆合金物理力学特点
强度高、超弹性、耐腐蚀、耐疲劳；
低比重、弹性模量与人骨骼接近；
良好的生物相容性。
表1 NiTi合金典型的物理性能、化学成分及其用途
合金编号相转变温度A f
成分
(原子百分比 at%)
应用场合
1 10~20 °C ~50.7Ni，其余Ti 手机天线
2 0~20°C ~50.9Ni，其余Ti 导丝
3 0~10 °C ~50.77Ni 支架，编织线，细丝
4 20~40 °C ~50.5Ni，其余Ti 人体温度驱动装置，支架，过滤器
5 45~95 °C ~50.0-50.4Ni，其余Ti 驱动器，蠕形弹簧
6 95~115 °C <49.93Ni，其余Ti 驱动器。
niti2金属间化合物
NiTi2是一种金属间化合物，由镍（Ni）和钛（Ti）元素组成。
这种化合物通常属于过渡金属的金属间化合物范畴。
NiTi2是镍钛系列（Nickel-Titanium alloys）中的一种合金，具有一些特殊的性质，因此在一些应用中得到了关注。
以下是一些关于NiTi2金属间化合物的一般性质：
1.形状记忆性质：NiTi2具有形状记忆效应，这是指当合金经历
形状改变后，可以通过受热或施加压力等方式返回其原始形状。
这种性质使得NiTi2在一些特定应用中（如医疗器械）得到了
广泛应用。
2.高温稳定性：NiTi2在高温下具有相对较好的稳定性，这使得
它在高温环境中的一些特殊工艺中具有潜在应用价值。
3.磁性：NiTi2通常是非磁性的。
4.耐腐蚀性：NiTi2在一些特定的腐蚀环境下表现出相对较好的
耐腐蚀性。
5.弹性模量：NiTi2的弹性模量与人体组织相似，因此在生物医
学领域中，特别是用于骨科植入物等应用中，它的使用较为合
适。
这些性质使得NiTi2等金属间化合物在医疗器械、航空航天、高温工艺等领域具有一定的潜在应用。
然而，具体应用还需要考虑合金的制备工艺、具体的应力、温度等工作环境条件。
NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究一、本文概述本文旨在深入探讨NiTi形状记忆合金的超弹性特性及其在医学应用领域的广泛影响。
NiTi，即镍钛合金，以其独特的形状记忆效应和超弹性，在众多工程领域中占据了举足轻重的地位。
尤其在医学领域，NiTi形状记忆合金的应用已逐渐成为研究热点，其在牙科、骨科、心血管科等领域的应用前景广阔。
本文将首先介绍NiTi形状记忆合金的基本特性，包括其形状记忆效应和超弹性的原理及其产生机制。
随后，将重点讨论NiTi合金在医学领域的应用现状，包括其在牙科正畸、骨科植入物、心血管支架等方面的实际应用案例。
本文还将探讨NiTi合金在医学应用中的优势和挑战，以及未来可能的发展方向。
通过对NiTi形状记忆合金超弹性特性的深入研究，以及对其在医学应用领域的系统梳理，本文旨在为相关领域的研究者提供有价值的参考，为推动NiTi合金在医学领域的进一步发展提供理论支持和实践指导。
二、NiTi形状记忆合金的基本性质NiTi形状记忆合金，也被称为镍钛合金，是一种独特的金属合金，其特性源于其独特的晶体结构和相变行为。
NiTi合金由大约50%的镍（Ni）和50%的钛（Ti）组成，其原子比例接近等原子比，这使得它具有非凡的形状记忆效应和超弹性。
形状记忆效应：NiTi合金的形状记忆效应是指合金在经历一定的塑性变形后，通过加热到某一特定温度（即Af温度以上），能够恢复其原始形状的特性。
这种效应源于合金内部发生的可逆马氏体相变。
在低温下，合金处于马氏体相，具有较高的塑性；而在高温下，合金转变为奥氏体相，具有较低的塑性。
当合金在马氏体相下发生塑性变形后，再加热至奥氏体相，合金就能通过相变恢复其原始形状。
超弹性：NiTi合金的超弹性是指合金在受到外力作用时，能够发生大的弹性变形而不产生永久塑性变形的特性。
这种特性使得NiTi 合金在受到外力后，能够迅速恢复到原始状态，具有良好的回复性。
超弹性的产生与合金内部的应力诱发马氏体相变有关。
镍钛记忆合金细胞毒性研究镍钛形状记忆合金是近年来得到应用的一种新型金属生物材料，目前在牙齿整畸、脊椎矫形、颅骨修补、断骨接合等方面均开始得到应用。
在人体管道内支撑架应用方面研究尤其活跃，应用前景十分诱人。
但由于镍钛合金含有50%原子百分比的具有致癌性的N i元素，因此医学界对镍钛合金作为人体植入材料的安全性存在普遍的担心。
本工作通过对317L不锈钢和镍钛合金耐腐蚀性能及细胞毒性的对比研究，试图为镍钛合金的医学应用提供依据。
1、材料及试验方法采用比316L不锈钢具有更高耐腐蚀性能的317L不锈钢(OOCr19Ni14Mo3N)作为对照。
所用镍钛合金为近等原子比合金(其重量百分比为Ti-55%N i)。
合金的逆相变温度A s≈31℃，A f≈34℃。
试样经砂纸逐级机械打磨，最后均经M3粒度的氧化铝抛光粉机械抛光。
部分试样的氧化处理在箱式电炉中进行，电化学阳极极化试验在HDV-7C型恒电位仪上用恒电位法进行。
浸泡试验用试样总面积10cm2，悬挂在约60ml浸泡液中，每隔约4～8天时间从浸泡池中取115mL溶液，用岛津AA 6501F原子吸收谱仪测量N i离子浓度，从而计算浸泡试样的N i离子释放速度。
浸泡试样表面显微观察在New phot-21型卧式显微镜上进行。
电化学电解液及浸泡液均为1% N aC l溶液，恒温37℃，其中浸泡试验在CO 2培养箱中进行。
细胞毒性试验的靶细胞选用BHK-21细胞。
培养液为10%小牛血清，每毫升含青霉素和链霉素各100ug。
TiNi及317L合金颗粒直径约5～50um，培养液中加颗粒1ug/ml空白对照组仅用10%小牛血清作细胞培养液，培养时间约3周。
2、试验结果2.1 阳极极化行为镍钛合金试样经表面氧化处理后，维钝电流明显减小，击穿电位显著提高。
试验还发现，当上述4种试样阳极极化击穿后，再钝化电位均较低。
抛光态317L为- 200mV；抛光态镍钛合金为- 150mV；300℃和400℃氧化处理的镍钛合金试样分别为- 50mV和+50mV (SCE )。
镍钛形状记忆合金及其在小动物临床上的应用前景李艳艳【期刊名称】《中国兽医杂志》【年(卷),期】2016(052)009【总页数】3页(P63-65)【作者】李艳艳【作者单位】江苏农牧科技职业学院宠物科技学院,江苏泰州225300【正文语种】中文【中图分类】R318.08形状记忆合金（Shape Memory Alloy，SMA）是指具有形状记忆效应的合金材料。
具有记忆效应的合金目前已发现20余种，但具有医用开发前景的只有镍钛（TiNi）形状记忆合金。
自1963年Buehler［1］报道了镍钛合金具有形状记忆效应以来，对其本质和应用研究日趋深入。
尤其在医学界，其奇特的形状记忆效应、超弹性及优良的耐磨性，而且具有良好的耐蚀性和组织相容性，在临床各科和医疗器械等方面获得了广泛的应用［5］。
本文就镍钛形状记忆合金及其在人医上的应用现状，以及在兽医临床上的应用前景作一综述，以期得到业内人士的重视。
1.1 形状记忆效应将在高温下处理成一定形状的金属急冷下来，在低温相状态下经塑性变形成另一种形状，然后再加热到高温相，即能成为稳定状态的温度时，通过马氏体逆相变恢复到低温塑形前形状的现象称为形状记忆效应［2，6］。
具有这种效应的金属通常为合金，故称为形状记忆合金。
形状记忆效应是在马氏体相变中发生的。
通常把马氏体相变中的高温相叫做母相（P），低温相叫做马氏体相（M）。
从母相到马氏体相的相变叫做马氏体正相变，或马氏体相变，从马氏体相到母相的相变叫做马氏体逆相变。
形状记忆效应一般是在马氏体逆相变中产生的。
马氏体逆相变的开始温度就是形状记忆合金的形状回复温度。
医用镍钛形状记忆合金的形状回复温度一般为35℃～40℃。
1.2 镍钛记忆合金的工作原理镍钦形状记忆合金通常呈现两种晶体结构，即母相（高温相）和马氏体相（低温相）。
马氏体相是没有应力的相，在低温下稳定［7］。
记忆合金的特征-双向温度变化可引起记忆合金形状的改变而不用施加任何载荷。
镍钛合金丝的密度
镍钛合金丝是一种特殊的合金材料，具有优异的形状记忆效应和超弹性特性，因此在医疗器械、电子产品、眼镜支架等领域有广泛的应用。
其密度是一个重要的物理性质，对于了解材料的性能以及在实际应用中的选择具有重要意义。
镍钛合金丝的密度通常在6.4~6.5g/cm³之间，具体数值取决于其成分、加工工艺以及其他因素。
例如，Ni-Ti（Nickel-Titanium）合金是最常见的镍钛合金，其密度一般在6.4~6.5g/cm³之间。
这种材料比钢铁轻约4倍，比钛合金轻约2倍，比铝合金轻约1.5倍。
因此，镍钛合金丝在需要轻质、高强度和良好耐腐蚀性的应用中具有优势。
除了常见的Ni-Ti合金外，还有其他类型的镍钛合金，如镍钛形状记忆合金。
这种合金的密度通常为6.45g/cm³，具有更高的形状记忆效应和超弹性。
它在医疗领域的应用尤为广泛，如用于制作牙科植入物、骨科器械和心血管支架等。
需要注意的是，虽然镍钛合金丝具有许多优异的性能，但在实际应用中仍需考虑其密度对整体结构的影响。
例如，在设计和制造医疗器械时，需要根据具体需求选择合适的镍钛合金丝，以确保其满足性能要求和安全标准。
总之，镍钛合金丝的密度是一个重要的物理性质，对于了解材料的性能以及在实际应用中的选择具有重要意义。
通过合理的材料选择和设计，可以充分发挥镍钛合金丝的优势，为各个领域的发展做出贡献。
