燃燒合成多孔NiTi形狀記憶合金的結構形成機理研究.pdf

1、本實驗采用燃燒合成法研究多孔NiTi形狀記憶合金，針對Ni-Ti弱放熱體系的特性從熱力學和動力學兩方面進行了較為全面的研究。根據(jù)熱力學原理計算了Ni-Ti體系反應自由能并繪出了各個可能發(fā)生的反應的標準生成自由能變化曲線。通過對理想狀態(tài)下反應絕熱溫度的計算，了解體系的預熱溫度與絕熱溫度和熔化率的關系。通過非等溫熱分析法求燃燒合成反應體系的動力學參數(shù)，建立了Ni-Ti反應的動力學方程。 針對NiTi形狀記憶合金的高孔隙率特性，利用自

2、蔓延高溫合成技術制得高孔隙率的多孔NiTi合金，孔洞成三維貫通結構。發(fā)現(xiàn)燃燒合成NiTi時燃燒波以螺旋方式發(fā)生蔓延，生成物產生分層結構。研究了壓坯壓力、不同Ni的含量、不同Ti粉粒度等工藝參數(shù)對產物組成形貌的影響，從而得出一個較佳的制備條件。 采用淬熄法成功淬熄了NiTi合金。采用xRD、SEM和能譜分析法研究淬熄試樣的相組成及微觀結構變化，探討了其反應機理。提出了燃燒合成NiTi反應的轉變機制：擴散-溶解-析出機制。1、當溫度

3、較低時，Ni和Ti均為固態(tài)，反應通過Ni和Ti的相互擴散生成NiTi<,2>相，此即為固-固擴散機制；2、隨著溫度升高，NiTi<,2>溶化相出現(xiàn)，形成(Ni，Ti)NiTi<,2>固溶體，此過程為擴散-固溶機制；3、當Ni和Ti原子在液相內達到飽和時，NiTi相從液相中向外析出并長大，此為溶解-析出機制。 由于反應按擴散-溶解-析出機制進行，過程的激活能比在單一固態(tài)擴散下低的多，所以NiTi的析出反應易于進行。以上三種反應機制