一、NiTi合金的超弹性（论文文献综述）
王桂杰[1]（2021）在《铣削-电化学抛光加工对NiTi形状记忆合金表面成形的影响机理研究》文中提出发达国家50岁以上人群里,每年患有不同类型骨骼疾病的人数逐步增多,社会人口逐渐呈现老龄化的趋势,因各种原因造成的关节损伤人数也在不断增加,人工植入体的需求日益增多。近等原子比的NiTi合金因其优异的形状记忆效应和超弹性、良好的机械性能、较好的耐腐蚀性和生物相容性,在医疗植入领域得以广泛应用。本文以Ni50.8at%Ti形状记忆合金为研究对象,提出铣削-电化学抛光加工工艺,揭示铣削加工表面完整性的影响机理与电化学抛光过程中的反应机理和抛光机理,阐明铣削-电化学抛光加工工艺对形状记忆效应和耐腐蚀性的影响机制,进一步推广该加工工艺在NiTi形状记忆合金医疗产品生产中的应用。首先,采用理论分析、切削仿真和试验验证相结合的方法,研究切削参数对表面粗糙度的影响规律,建立表面粗糙度预测模型,获取最佳工艺参数;分析切削参数对硬化程度与硬化层深度的影响规律,阐明硬化程度与硬化层深度的映射关系,为后续的精加工工序（电化学抛光）提供基础。研究结果表明:基于表面粗糙度和加工硬化的多维评价方法,切削速度和进给量是影响加工表面粗糙度和加工硬化的重要因素。通过理论分析与切削仿真,拟合试验数据,得到表面粗糙度的预测模型。随切削速度的增大或进给量的减小,表面粗糙度逐渐降低。与原始材料相比,加工表面显微硬度明显提高,硬化程度范围为75%～117.5%,硬化层深度范围为100 μm～195 μm。表面奥氏体相含量越高或塑性变形层越深,则表面硬化程度越大,硬化层越深。其次,研究电化学抛光参数对表面粗糙度与加工硬化的影响机理,建立硬化程度与晶粒尺寸的函数关系;以表面粗糙度为评价指标,解析不同电解液成分的影响机理,研制NiTi形状记忆合金铣削表面的专用电解液。研究结果表明:电化学抛光参数对表面粗糙度的影响程度高于其对加工硬化的影响程度,表面硬化程度（N）与晶粒尺寸（D）存在线性关系,晶粒尺寸越小,表面硬化程度越高。电流密度和电极间距对表面粗糙度和加工硬化的改善作用更加显着,1.5 A/cm2电流密度和7 cm电极间距可以获得较低的表面粗糙度和加工硬化。由基础体系HClO4-CH3COOH和添加剂CH3CH2OH-C3H5（OH）3组成的电解液,最佳体积配比为 HClO4:CH3COOH:CH3CH2OH:C3H5（OH）3=82:800:106:55。然后,通过解析极化曲线,确定NiTi形状记忆合金的动力学参数与极化性质,定量地反映铣削表面电化学反应发生的难易程度;采用循环伏安测试和恒电位电解,深入研究NiTi形状记忆合金铣削表面在溶液中的反应过程与反应产物,揭示电化学反应机理,为分析抛光机理提供理论基础;基于阳极溶解理论、电流电压的映射关系与抛光后的表面形貌,解析抛光机理。研究结果表明:与NiTi形状记忆合金原始材料相比,铣削试样的交换电流密度和过电位值均较小,表明铣削试样在HClO4-CH3COOH中发生电化学反应相对困难。该电极反应过程为不可逆,恒电位电解后,合金表面由NiTi变为了 TiO2,且抛光时电流电压呈抛物线关系,抛光表面存在腐蚀与凹坑形貌,进而提出了 NiTi形状记忆合金在HClO4-CH3COOH体系中的电化学抛光机理,分为抛光过程前部分的黏性薄膜抛光机制和后部分的氧化膜抛光机制。最后,基于加工工艺对加工硬化的影响规律,解析轴向加载时应力应变的变化机理,分析并表征NiTi合金的形状记忆效应;通过动电位极化测试、阻抗谱测试和表面腐蚀形貌研究,解析试样的耐腐蚀性,建立NiTi合金在电解液中的等效电路模型,阐明铣削-电化学抛光加工工艺对NiTi合金耐腐蚀性的影响规律。研究结果表明:加工引起的加工硬化和塑性变形对马氏体相变均有阻碍作用,试样的硬化程度和塑性变形越小,轴向加载-卸载后的残余应变越小,加热后残余应变的恢复率越大,形状记忆效应越好。铣削试样经过电化学抛光加工后,表面粗糙度降低,表面由奥氏体相的NiTi合金转变为TiO2,使得电导率减小,极化电阻和腐蚀电位增大,腐蚀电流密度降低,合金的耐腐蚀性提高。铣削表面存在进给走刀痕迹,表面粗糙度较大,腐蚀性液体容易在凹陷处聚集,表面主要存在孔蚀、坑蚀和缝隙腐蚀形貌,试样的耐腐蚀性较差;电化学抛光表面粗糙度较低,氧化膜致密且较厚,表面主要存在点蚀和孔蚀,试样耐腐蚀性较好。
李小强[2]（2021）在《功能梯度NiTi形状记忆合金的研究》文中提出NiTi形状记忆合金表现有形状记忆效应和超弹性,即在热—力驱动下可以回复最大10%变形,是集驱动与传感为一体的智能材料。其驱动原理是基于奥氏体（B2相）与马氏体（B19’相）之间的可逆热弹性马氏体相变。此外,NiTi合金还具有高阻尼特性、优异的力学性能以及良好的生物相容性,在生物医疗、航空航天、机械交通等领域应用广泛。功能梯度材料是指材料的成分与微观组织等按照一定规律结合在一起,使其力学性能或功能特性也按照一定规律发生变化,是一种极具应用前景的新型材料。将功能梯度材料的概念应用于NiTi形状记忆合金,通过对其显微组织、化学成分以及宏观形状进行设计与调控,可得到传统NiTi形状记忆合金所不具备的性能,极大地促进了 NiTi合金的推广与应用。本研究以NiTi形状记忆合金为研究对象,分别采用超声喷丸和激光增材制造方法制备了具有组织梯度和成分梯度的NiTi合金,并通过结构设计制备了具有形状梯度的NiTi合金。通过多种手段对其显微组织、相变行为及力学性能进行表征分析,得到的主要结果如下:（1）利用超声喷丸可以在NiTi合金表面产生纳米晶组织,进而获得表层纳米晶,心部粗晶的梯度组织。同时,超声喷丸在NiTi合金表面引入剧烈塑性变形,产生高密度位错,并且位错密度从表层到心部逐步降低。表层纳米晶组织以及心部粗晶内的位错,作为形核质点促进低温时效过程中纳米Ni4Ti3二相粒子的析出,进而获得均匀的时效组织。均匀分布的纳米二相粒子可极大提高NiTi合金基体的强度,抑制马氏体相变过程中的微小塑性变形,提升NiTi形状记忆合金的超弹性稳定性。（2）改变板材NiTi合金的宽度（3mm-4mm）和平行长度（5mm-15mm）,设计出阶梯型几何梯度NiTi合金,获得了具有多个马氏体相变平台及线性超弹特性的NiTi合金。传统NiTi合金在外加应力时,发生应力诱发马氏体相变,产生应力平台。然而其仅能对单一应力做出相应,即应力与应变之间无一一对应关系。几何梯度NiTi合金可以有效建立应力诱发马氏体相变过程中应力与应变的对应关系。（3）利用激光选区熔化技术制备了具有成分梯度的NiTi形状记忆合金。由于Ni元素的沸点低于Ti元素,激光选区熔化过程会造成Ni元素损失,导致NiTi合金相变温度变化。因此通过调整增材制造过程中的能量输入可以调控Ni含量的损失,进而调控NiTi合金的相变温度。基于此,本研究通过改变激光选区熔化过程中的扫描速度,制备了具有奥氏体/马氏体分层结构的成分梯度NiTi合金,显着扩大了 NiTi合金的相变间隔（即马氏体相变开始与结束温度之间差值）,最大值可达64℃。在相变间隔温度区间内,随温度降低奥氏体逐步转变为马氏体,可显着提升NiTi合金的阻尼特性。
余春风,胡永俊,卢冰文,马文有,王岳亮,董东东,刘敏[3]（2021）在《扫描间距对激光选区熔化NiTi形状记忆合金相变行为及力学性能的影响》文中提出激光选区熔化（SLM）增材制造技术为NiTi形状记忆合金复杂结构件的制造开辟了新途径,已成为智能材料领域的研究热点之一。本课题组采用光学显微镜、电子显微镜、X射线衍射仪、差式扫描量热仪、万能材料试验机等,重点研究了扫描间距h对SLM成形NiTi合金相对密度、组织结构、相变行为及力学性能的影响。结果表明:线能量密度在100～250 J/m范围内时,可以获得连续且稳定的单熔道试样;随着扫描间距h从115μm减小到64μm,SLM成形的NiTi合金块体中的NiTi（B2）相含量有所减少,相对密度增大,表面粗糙度减小,相变温度Ms呈逐渐升高的趋势。扫描间距h=77μm时成形的NiTi块体试样的综合性能最佳:相对密度为98.5%,抗压强度和抗拉强度分别为3351 MPa和839 MPa,第1次压缩循环后的可回复应变为5.99%,应变回复率高达97%,第10、第20次压缩循环后的可回复应变分别为5.77%和5.75%。
徐波,康国政[4]（2021）在《梯度纳米晶NiTi形状记忆合金的超弹性和形状记忆效应相场模拟》文中研究说明通过建立考虑两个马氏体变体的二维相场模型,对梯度纳米晶镍钛（NiTi）合金系统的超弹性、单程和应力辅助双程形状记忆过程进行了模拟和预测.模拟结果显示:在梯度纳米晶NiTi合金的超弹性过程中,较粗晶粒的区域保留了传统粗晶的马氏体相变和逆相变特征,即局部马氏体带的形核-扩展和缩减-消失,而随着晶粒尺寸的减小,细晶粒区域表现为均匀相变的特点,即无局部马氏体带产生;此外,在超弹性和形状记忆过程中,马氏体相变和重取向都首先在较粗晶粒区域开始并逐步向细晶粒区域传播,而逆相变则相反.马氏体相变和重取向的逐步扩展使梯度纳米晶NiTi合金的应力-应变和应变-温度曲线呈现出"硬化状",其可归因于纳米多晶NiTi合金中马氏体相变对晶粒尺寸的依赖性,即随着晶粒尺寸的减小,相变或重取向壁垒逐渐增大,马氏体相变或重取向的形核、扩展越来越困难.可见,梯度纳米晶结构具有比传统均匀晶粒尺寸NiTi合金更宽的相变应力区间、重取向应力区间和相变温度区间,可显着提高该合金非弹性变形的可控性.
谢曦[5]（2019）在《基于相场模拟的超弹性镍钛合金热-力耦合循环变形行为研究》文中认为超弹性镍钛（NiTi）形状记忆合金因其独特的超弹性效应、形状记忆效应和优异的生物相容性,被广泛地应用于汽车、航空航天、机械和生物医学等领域。超弹性NiTi形状记忆合金器件的服役环境不可避免地涉及不同加载频率的循环载荷作用。为了优化超弹性NiTi形状记忆合金器件的服役可靠性并提高其疲劳寿命,必须明确超弹性NiTi形状记忆合金在不同加载频率作用下的循环变形特征。近年来,已有不少学者开展了超弹性NiTi合金在不同加载频率下的单轴拉伸-卸载循环变形实验研究,结果表明超弹性NiTi合金在循环变形过程中呈现出明显的超弹性劣化和热-力耦合现象。然而,绝大部分已有的研究仅仅关注了超弹性NiTi合金整体的循环变形行为,较少关注相变图案的循环演化。因此,有必要对超弹性NiTi合金进行单轴拉伸-卸载的循环变形实验研究,原位记录相变图案的演化并分析循环变形特征和循环相变演化规律;进而,基于相场模拟方法、晶体塑性理论和热力学理论框架,建立NiTi合金的相场分析模型,揭示超弹性NiTi合金热-力耦合循环变形行为的微观机理。为此,本论文对超弹性NiTi形状记忆合金的热-力耦合循环变形行为开展了以下系统的研究:（1）在296K下,采用数字图像相关和红外热成像方法,原位观测了超弹性NiTi形状记忆合金板材在单轴拉伸-卸载循环变形过程中应变场和温度场的演化。结合获得的实验数据,讨论了加载水平和加载速率对超弹性NiTi合金循环变形行为的影响,揭示了超弹性NiTi合金的循环变形特征和相变图案演化规律。丰富了NiTi合金循环变形行为研究的原位观测实验数据。（2）基于相场模拟方法、晶体塑性理论和热力学理论框架,建立了一个能够描述单晶超弹性NiTi合金循环变形行为的三维相场模型。通过相场模拟揭示了NiTi合金超弹性劣化的微观机制为残余马氏体累积和塑性变形。此外,通过考虑热-力耦合作用,分析和解读了单晶超弹性NiTi合金的热-力耦合循环变形行为和率相关效应。（3）将NiTi合金的三维相场模型退化成二维相场模型,进而基于模型的有限元实现,模拟了多晶超弹性NiTi形状记忆合金在单轴拉伸-卸载循环作用下的率相关热-力耦合循环变形行为,揭示了加载水平和加载速率影响循环变形行为的机理。
陈志伟[6]（2019）在《真空电弧熔炼生物医用NiTi基形状记忆合金组织与性能研究》文中研究表明等原子比NiTi形状记忆合金具有独特的形状记忆效应、超弹性、生物相容性及优异的力学性能,在医疗器械领域有很高的应用价值。随着社会的进步和医疗水平的提高,对等原子比NiTi形状记忆合金在高温、低温条件下的质量与性能有了更高的要求。因此,开发能够满足更广泛使用环境的NiTi基形状记忆合金是我们的当今之务。本文以开发性能优良的NiTi基形状记忆合金为研究目的,着重分析了合金的显微组织、相变行为及力学性能。论文首先设置了等原子比NiTi形状记忆合金对照组,系统研究了单一添加不同量的Cr、V、Fe元素对NiTi合金显微组织、相变行为及力学性能的影响规律,基于实验研究结果,通过复合添加Fe、V元素,重点研究了 Fe含量对合金显微组织、相变行为及力学性能的影响规律,并通过对比分析,优化设计出Ni49.25Ti49.25Fe1.0V0.5合金成分配方。得出的主要结论如下:（1）单一添加Cr、V、Fe元素时,随着元素含量的增加,NiTiCr合金中晶粒细化,固溶强化作用逐渐增强,HCP结构Cr2Ti析出相在晶界处由点状逐渐连接成线,组织中出现亚晶粒;NiTiV合金中等轴组织微量细化,V原子的固溶强化效果逐渐增强,合金中沿晶界富集的含V析出相由FCC结构NiTi2相变成BCC结构单质V相;NiTiFe合金等轴组织晶粒尺寸逐渐增加,固溶强化作用逐渐增强。（2）单一添加Cr、V、Fe元素时,随着元素含量的增加,相变温度逐渐降低,且Cr、Fe元素对合金相变温度影响更显着,过冷度引起相变驱动力增大,升降温过程中相变焓值逐渐降低;NiTiCr合金中,低温马氏体相原子活性较低,升温过程中相变焓大于降温;NiTiV和NiTiFe合金中,由于V、Fe添加元素的存在,使B2相稳定性增加,合金降温过程中的相变焓大于升温过程。（3）单一添加Cr、V、Fe元素时,随着元素含量的增加,NiTiCr合金由于固溶强化和晶界处存在的高强高硬HCP结构Cr2Ti析出相的影响使硬度整体呈上升趋势,在Cr含量3.5 at.%时,合金硬度达到峰值357.69Hv,相比等原子比NiTi合金提高了 27.01%;NiTiV合金中由于形成了 BCC结构单质V软质相导致V含量在0.5-3.5 at.%范围内,硬度基本保持在200.00-225.00Hv之间,相比等原子比NiTi合金降低了 20.10-28.98%;而NiTiFe合金由于Fe的固溶强化机制使硬度呈正相关急剧上升,当Fe含量为3.5 at.%时,合金硬度达到峰值469.91Hv,相比等原子比NiTi合金提高了 66.86%。（4）复合添加Fe、V时,由于Fe的固溶强化,合金相变温度随着Fe含量的增加整体呈下降趋势,马氏体相变温度最低达到-120℃以下,过冷度提供的相变驱动力增加,相变焓值整体呈下降趋势,由于Fe的反位缺陷和Ti的原子弛豫效应引起B2相稳定性增大,降温相变焓大于升温。合金中Fe含量大于0.5 at.%时,Fe的固溶强化效应使合金硬度急剧上升,Fe含量增加至1.0 at.%时,合金硬度为282.11Hv,达到等原子NiTi合金水平,继续增加Fe含量,由于形成BCC结构单质V软质相,根据短板效应,Fe的固溶强化效果达到极限,硬度不发生显着改变。
蒲泽[7]（2019）在《热循环及低温时效耦合提高粗晶NiTi形状记忆合金功能稳定性的研究》文中研究指明形状记忆合金表现有形状记忆效应和超弹性,即经过合适的热—力过程后能够回复其原来的形状,是集传感与驱动为一体的智能材料。NiTi合金因具有较大的可回复应变和回复力、良好的生物相容性、优异的力学性能等特点,是目前最具应用潜力的形状记忆材料,在航空航天、生物医疗等领域具有广泛的应用前景。在实际应用过程中,NiTi合金元件一般会经历反复的相变过程,循环相变过程中的塑性变形累积是导致NiTi合金元件功能疲劳的主要原因,这严重限制了 NiTi形状记忆合金的服役寿命和应用范围。针对上述问题,国内外学者开展了大量研究,发现提高NiTi合金基体强度,抑制循环相变过程中的塑性变形,是提高NiTi合金功能稳定性的关键,并形成了以细晶强化和时效强化为主的提高NiTi合金的功能稳定性的方法。然而,上述方法均非常受晶粒尺寸的限制,都需要将晶粒细化到一定程度后才可以获得良好的性能,因此对粗晶NiTi合金的性能提升有限。近年来,随着我国航空航天、生物医疗等领域的快速发展,对复杂结构NiTi合金构件的需求逐步增加。增材制造或焊接等工艺是制备NiTi合金复杂构件的理想手段。然而,采用上述工艺制备的NiTi合金构件一般具有宏观结构复杂,微观晶粒粗大等特点,难以采用传统手段来提升其功能稳定性。因此,如何摆脱晶粒尺寸的束缚,提高粗晶NiTi合金的功能稳定性是一个急需解决的问题。本课题创新性地提出了利用热循环及低温时效耦合提高粗晶NiTi合金功能稳定性的方法。通过热循环反复诱导马氏体相变,在粗晶NiTi合金中引入高密度位错网,进一步通过低温时效在晶粒中引入纳米二相粒子,利用位错促进二相粒子形核的原理,使纳米二相粒子得以在粗大的晶粒内均匀分布,从而充分发挥二相粒子强化基体的作用,在不改变粗晶NiTi合金外形尺寸的前提下,显着提高其功能稳定性。首先,热循环是通过在液氮和90℃恒温水浴创造的冷热条件之间快速交替实现反复热诱导马氏体转变而实现的。通过设置不同的热循环次数,在平均晶粒尺寸为12μm的粗晶NiTi合金中引入不同密度的位错网,随后在250℃进行不同时长的低温时效处理,全面分析了热循环和低温时效对粗晶NiTi合金微观组织、相变行为和超弹性的影响,最终发现热循环耦合低温时效处理能够显着改善粗晶NiTi合金的超弹性性能,并消除粗晶NiTi合金直接时效后出现的复杂多阶相变现象。同时也发现和探讨了位错网和二相粒子之间存在的一些复杂的交互作用,揭示了热循环和低温时效耦合影响粗晶NiTi合金功能稳定性的规律,这将为NiTi及NiTi基形状记忆合金的进一步应用提供理论和技术基础。
张磊[8]（2017）在《高强低模多孔NiTi-HA生物复合材料的制备与性能研究》文中认为NiTi合金凭借其形状记忆效应与超弹性、优异的力学性能、高耐腐蚀性、良好的生物相容性等特点,在临床医疗特别是作为骨植入物、脊柱矫形医疗器械方面得到了广泛的应用。但是合金弹性模量与人骨相差较大,植入体内会产生"应力-屏蔽"现象,容易导致植入体松动或断裂;合金呈生物惰性,生物活性较差,难以与骨组织形成紧密骨性结合。这些问题严重制约了 NiTi合金的性能提高和应用推广。多孔化在保持了合金形状记忆效应与超弹性的同时,不仅有效降低了NiTi合金弹性模量,使之与骨组织较为匹配,而且还可使骨细胞更好的在材料表面粘附并长入孔隙,获得更稳定的生物锁合,为NiTi合金在骨植入物和脊柱矫形医疗器械方面带来了崭新的应用前景。然而当前多孔NiTi的制备工艺难以获得有利于骨细胞长入的高孔隙参量下的高强度和优异超弹性的共存;而且多孔NiTi合金生物活性低,缺乏对骨损伤的主动修复功能。通过在多孔NiTi合金表面制备生物活性涂层可改善材料的生物活性。但在临床试验中发现活性陶瓷层随着植入时间的延长,容易出现溶解、剥脱或被吸收现象,导致骨结合性能下降。基于以上原因,本论文以探索在高孔隙参量（孔隙率和孔隙尺度）条件下提高多孔NiTi生物材料的强度、活性、超弹性,获得与人骨匹配的低模量的多孔材料及其制备新技术为目标。将具有良好耐蚀性、生物相容性和超弹性的NiTi合金与具有优异生物活性和骨结合能力的HA陶瓷材料相结合进行功能复合化,通过放电等离子烧结技术（SPS）获得高孔隙参量、低模量、高活性的多孔NiTi-HA复合材料。并且根据仿生多级结构设计依据,进一步通过结构和功能化设计,利用SPS烧结技术的优势制备出高活性下,低模、高强的径向梯度多孔NiTi-HA复合材料。在此基础上,系统研究SPS预制孔隙的结构特点和成孔机制,建立并阐明了制备工艺和HA陶瓷含量对孔隙特征演变、力学性能、超弹性、耐腐蚀性以及生物活性间的对应关系及其影响机制,讨论SPS过程中径向梯度多孔复合材料的电流分布及成型过程。利用筛分后粒径均匀的NH4HCO3作为造孔剂,采用SPS在不添加粘结剂的情况下,通过优化的烧结温度和调控造孔剂含量（5～20wt.%）制备出孔隙率在39%～61%,平均孔隙尺寸在100～415 μm范围,弹性模量（7.5～18.1 GPa）与人骨相匹配和接近人骨抗压强度（260～1183 MPa）的多孔NiTi合金。采用SPS制备的多孔NiTi合金大孔与小孔并存且部分孔隙之间互相连通,在高孔隙率下的物相结构仍然由NiTi主相（B2相和B19相）组成。研究表明,SPS电场作用下增强的元素扩散作用有利于在短时间内获得高质量的颗粒联结强度和均匀的NiTi相。随烧结温度的升高,颗粒间联结程度增强,多孔NiTi合金抗压强度、弹性模量和超弹性不断升高。进一步通过引入不同含量的HA活性陶瓷制备出孔隙率在29%～37%,平均孔径超过100μm,弹性模量在5.6～8.1 GPa,抗压强度在57～225 MPa范围的多孔NiTi-HA生物复合材料。在多孔NiTi合金基体中添加HA陶瓷赋予了多孔NiTi合金优良的生物活性,随HA含量的增多,复合材料生物活性不断增强,Ni离子溶出速率减慢。生物学评价表明,多孔NiTi-HA复合材料对ROS1728成骨细胞显示出良好的细胞相容性,HA活性陶瓷与高的孔隙率以及大的孔隙可以诱导周围的成骨细胞在材料表面粘附增殖,甚至长入孔隙内部。细胞炎症因子评价表明材料与成骨细胞共培养两周后在成骨细胞粘附、增殖的过程中不会引起细胞炎症因子的表达。随多孔NiTi基体中HA陶瓷含量的增加,SPS制备多孔NiTTi-HA复合材料与相同孔隙参量的多孔NiTi合金相比,其强度和超弹性均有所降低。研究发现,过量增加热膨胀系数和导电系数与基体（Ni-Ti金属）相差很大的第二成分相（HA陶瓷）会改变在SPS过程中的电流路径和分布,不利于复合粉体的快速烧结成型。根据仿生多级结构设计,制备出径向梯度多孔NiTi-HA生物复合材料,材料中心为微孔的NiTi合金;外层为高孔隙参量的多孔NiTi-HA复合材料。材料的孔隙和元素均具有径向的梯度分布,中心与外层具有均匀的过渡界面。径向梯度复合材料与全孔的NiTi-HA复合材料一样,表现出优良的生物活性。材料在49%孔隙率和380μm的孔径下拥有与骨组织相匹配的弹性模量（16.9 GPa）,其抗压强度（1300 MPa）和超弹性均远高于人骨和相同孔隙参量的NiTi-HA复合材料。径向梯度多孔材料同时包含了两种变形方式,随应力的传导出现了从中心结构的脆性断裂过渡到多孔结构的塑性剪切断裂,通过调整中心结构和外层多孔结构的比例可以起到调控该复合材料力学性能的作用。综上所述,本论文采用SPS结合造孔剂技术,优化了 SPS制备多孔NiTi材料的工艺,克服了 SPS制备多孔材料孔隙率低、孔隙特征不易控制和制备过程需要添加粘结剂的缺点,制备出高孔隙参量、高活性的多孔NiTi生物复合材料。并且根据仿生多级结构设计依据,通过孔隙结构和功能化元素设计,在高活性的前提下,实现高强、低模统一的径向梯度多孔NiTi-HA复合材料的制备。该材料能够同时拥有高的孔隙参量、良好的生物活性以及与人骨匹配的弹性模量和远高于人骨的强度和超弹性,有望为骨植入物、脊柱矫形医疗器械方面提供潜在的应用前景和意义。
黄婷[9]（2014）在《Nb含量和热处理对多孔NiTi（Nb）记忆合金超弹性行为的影响研究》文中研究表明多孔NiTi基形状记忆合金展现优异的超弹性、阻尼特性、生物相容和生物力学相容性，使得其在硬组织植入材料和能源领域备受大家关注。本文采用低压烧结和真空烧结法制备出多孔NiTi（Nb）记忆合金，系统研究Nb含量和热处理对其微观结构、相变行为、力学性能和超弹性行为的影响规律及机理。理论分析表明，多孔NiTi记忆合金孔隙率小于31.4%时，其超弹性行为应该为具有明显的斜应力诱发平台的应力-应变曲线；当孔隙率大于31.4%或者孔洞不为圆形闭孔时，多孔NiTi合金表现出线性超弹性，且超弹性应变较小。实验结果得出，多孔NiTi形状记忆合金的双屈服平台出现的临界点大概是孔隙率为30%和34%之间，这和理论分析结果高度吻合。研究结果表明，两种不同制备方法和烧结温度，Nb元素在多孔NiTiNb合金的存在形式和形态都不同，且表现出的孔隙形状、马氏体相变和超弹性行为也完全不同。1050℃低压烧结温度下，随着Nb元素含量的增加，孔隙为圆形闭孔，Nb元素在合金的固溶度增加，共晶组织和β-Nb相不断增加及粗化，多孔NiTiNb合金的可恢复应变与线性恢复应变的趋势都是先降低后增加，为典型的宽滞后记忆合金，其中多孔Ni46Ti43Nb11合金表现出较优的线性超弹性（4%左右）。在1125℃真空烧结温度下，孔隙为不规则形状，多孔NiTiNb合金的相有B2相、（Ti,Nb）2Ni相和β-Nb相，没有出现共晶组织，为窄滞后记忆合金。研究还发现，经过固溶和时效处理后，能明显改善多孔NiTiNb记忆合金的力学性能和超弹性。热处理后，低压烧结制备的多孔Ni46Ti43Nb11合金表现出优异的线性超弹性行为，室温下超过5%的超弹性应变，且弹性极限高达900MPa，为相同孔隙率下多孔NiTi合金的3倍；真空烧结制备的多孔Ni48Ti48Nb4合金经热处理后展现出与多孔NiTi合金相似的超弹性行为，且室温超弹性应该也高达5%左右。
金晓飞[10]（2014）在《医用多孔NiTi合金的微波烧结制备、显微结构及性能研究》文中指出多孔NiTi合金的多孔构造有利于新骨组织的长入，便于植入物与人体骨组织的连接更为牢固；有利于人体体液营养成分的传输和交换；有效地降低合金的弹性模量使其更匹配于人体硬组织。同时，多孔NiTi合金还保持了优秀的形状记忆效应和独特的超弹性，故多孔NiTi合金已成为硬组织修复和替代外科植入的热门材料之一。本文采用微波烧结法制备多孔NiTi合金，研究了工艺参数和造孔剂对多孔NiTi合金的显微组织结构以及力学性能等方面的影响规律，以及对微波烧结多孔NiTi合金的机理进行了探讨。另外，系统研究了造孔剂NH4HCO3的含量和粒径对多孔NiTi的相变行为、超弹性、渗透性和耐蚀性的影响。研究结果显示，微波烧结制备的多孔NiTi合金物相，基本是由NiTi、Ti2Ni以及Ni3Ti构成，当采用羰基Ni粉且不添加NH4HCO3时，可制得纯净、无杂质的NiTi相；随着NH4HCO3含量的增加和粒径的增加、多孔NiTi合金的孔隙率和孔径增加，Ti2Ni相、Ni3Ti相等杂相数量增加；随着烧结温度的增加，合金孔隙率下降，而Ti2Ni相、Ni3Ti相等杂相数量减少。随着Ni、Ti粒径的增大，合金的孔径、孔隙率和杂相数量均增加；在本实验条件下，压制压力和保温时间对其物相和孔隙结构影响都不大。随着孔隙率的增大，多孔NiTi合金的硬度、抗弯强度、压缩强度和弹性模量均逐渐降低；当孔隙率保持不变，随着平均孔隙直径的增加（97μm增大到294μm），多孔NiTi合金的硬度、抗压强度和弹性模量均呈现“S”型变化趋势，在孔径为238μm时，各性能获得最大值，而抗弯强度则先减小再增大。孔隙率和平均孔径对合金的超弹性、渗透性、耐蚀性等影响较大，而对其相变行为影响不大。随着孔隙率和孔径的增大，多孔NiTi合金的超弹性均逐渐降低，当预变形量为8%时，孔隙率为22.1%的超弹性为5.18%，孔隙率为50.1%的超弹性为4.07%。渗透性随孔隙率的增大而增大，当孔隙率大于50.1%时，接触角随时间的延长迅速降低，渗透性随孔径的增大先增大后减小，当平均孔径为149μm时，渗透性得到快速提高，当平均孔径大于238μm时，由于毛细管作用不大，液滴基本在试样表面不动，渗透性降低。随着孔隙率的增大，多孔NiTi合金的耐蚀性逐渐降低，孔隙率为62.7%的耐蚀性比孔隙率为22.1%的降低了两个数量级；随平均孔径的增大，耐蚀性逐渐降低，平均孔径为294μm的耐蚀性比平均孔径为97μm的降低了一个数量级。
二、NiTi合金的超弹性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、NiTi合金的超弹性（论文提纲范文）
（1）铣削-电化学抛光加工对NiTi形状记忆合金表面成形的影响机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 NiTi形状记忆合金 |
| 1.2.1 热弹性马氏体相变 |
| 1.2.2 形状记忆效应 |
| 1.3 NiTi形状记忆合金的加工表面完整性研究现状 |
| 1.3.1 切削加工的表面完整性研究 |
| 1.3.2 电化学抛光的表面完整性研究 |
| 1.4 NiTi形状记忆合金的耐腐蚀性研究现状 |
| 1.5 存在问题与研究内容 |
| 1.5.1 存在问题 |
| 1.5.2 研究目标 |
| 1.5.3 研究内容 |
| 第2章 NiTi形状记忆合金的铣削表面粗糙度与加工硬化 |
| 2.1 铣削试验设计 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.1.3 试验方法 |
| 2.2 表面粗糙度分析与研究 |
| 2.2.1 表面粗糙度变化规律 |
| 2.2.2 表面粗糙度预测模型 |
| 2.3 加工硬化分析与研究 |
| 2.3.1 试验结果分析 |
| 2.3.2 硬化层深度与硬化程度的变化规律 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 NiTi形状记忆合金的电化学抛光工艺 |
| 3.1 电化学抛光工艺试验设计 |
| 3.1.1 电化学抛光试验设备与工艺参数 |
| 3.1.2 电化学抛光的表面质量评价指标 |
| 3.1.3 电化学抛光试验设计方法 |
| 3.2 电化学抛光表面质量研究 |
| 3.2.1 表面粗糙度分析与研究 |
| 3.2.2 加工硬化分析与研究 |
| 3.3 电化学抛光的电解液优选 |
| 3.3.1 基础体系HClO_4-CH_3COOH |
| 3.3.2 缓蚀添加剂 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 NiTi形状记忆合金的电化学去除机理 |
| 4.1 NiTi形状记忆合金的电化学试验原理及装置 |
| 4.1.1 试验原理 |
| 4.1.2 试验装置 |
| 4.2 NiTi形状记忆合金的电化学反应机理 |
| 4.2.1 NiTi形状记忆合金电化学反应的动力学参数 |
| 4.2.2 NiTi形状记忆合金的电化学反应机理 |
| 4.3 NiTi形状记忆合金的电化学抛光机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 铣削-电化学抛光加工工艺对NiTi合金形状记忆效应与耐腐蚀性的影响机理 |
| 5.1 NiTi合金的加工工艺试验设计 |
| 5.1.1 工艺参数 |
| 5.1.2 试验装置 |
| 5.2 NiTi合金加工后的形状记忆效应 |
| 5.2.1 轴向加载时应力应变的变化规律 |
| 5.2.2 形状记忆效应的分析与表征 |
| 5.3 NiTi合金的耐腐蚀性 |
| 5.3.1 试样选取与制备 |
| 5.3.2 NiTi合金表面的动电位极化分析 |
| 5.3.3 NiTi合金表面的阻抗谱分析 |
| 5.3.4 NiTi合金表面的腐蚀形貌分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的论文及科研情况 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）功能梯度NiTi形状记忆合金的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 NiTi合金的晶体学基础与特性 |
| 1.2.1 NiTi合金的晶体结构 |
| 1.2.2 相变行为及影响机制 |
| 1.2.3 功能特性 |
| 1.3 功能梯度NiTi形状记忆合金的研究现状 |
| 1.4 课题的研究目的和内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 超声喷丸制备组织梯度NiTi合金的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料及方案 |
| 2.3 超声喷丸对NiTi合金的影响 |
| 2.4 超声喷丸及时效处理协同对NiTi合金的影响 |
| 2.4.2 超声喷丸及时效处理协同对NiTi合金相变行为的影响 |
| 2.4.3 超声喷丸及时效处理协同对NiTi合金超弹性的影响 |
| 2.5 讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 几何梯度NiTi形状记忆合金的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料及方案 |
| 3.3 几何梯度NiTi形状记忆合金的力学行为 |
| 3.4 时效处理对几何梯度NiTi形状记忆合金的影响 |
| 3.4.1 时效处理对几何梯度NiTi形状记忆合金组织的影响 |
| 3.4.2 时效处理对几何梯度NiTi形状记忆合金相变行为的影响 |
| 3.4.3 时效处理对几何梯度NiTi形状记忆合金超弹性的影响 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 选区激光熔化制备成分梯度NiTi合金的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料及方案 |
| 4.3 成分梯度NiTi合金微观组织分析 |
| 4.4 成分梯度NiTi合金的马氏体相变行为 |
| 4.5 成分梯度NiTi合金的阻尼性 |
| 4.6 讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文、参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）扫描间距对激光选区熔化NiTi形状记忆合金相变行为及力学性能的影响（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 试验及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方案 |
| 3 试验结果与讨论 |
| 3.1 单熔道试验 |
| 3.2 SLM成形NiTi合金块体的表面形貌及相对密度 |
| 3.3 SLM成形NiTi合金块体的物相组成和相变行为 |
| 3.4 SLM成形NiTi合金块体的力学性能和超弹性 |
| 4 结论 |
（5）基于相场模拟的超弹性镍钛合金热-力耦合循环变形行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 实验研究 |
| 1.2.2 理论模型研究 |
| 1.3 现有研究工作的不足 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 1.5 本论文的主要创新点 |
| 第二章 超弹性NiTi合金薄板热-力耦合循环变形行为原位观测实验 |
| 2.1 实验方法和条件 |
| 2.2 不同加载水平下的循环变形行为 |
| 2.2.1 循环应力-应变响应 |
| 2.2.2 相变图案演化 |
| 2.3 不同加载率下的循环变形行为 |
| 2.3.1 应变控制的循环应力-应变响应 |
| 2.3.2 应变控制的相变图案和温度场演化 |
| 2.3.3 应力控制的循环应力-应变响应 |
| 2.3.4 应力控制的相变图案和温度场演化 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于相场模拟的超弹性NiTi合金循环变形机理分析 |
| 3.1 超弹性NiTi合金三维相场模型 |
| 3.1.1 应变和自由能定义 |
| 3.1.2 热力学理论框架 |
| 3.1.3 数值实现和参数确定 |
| 3.2 超弹性劣化机理分析 |
| 3.2.1 残余马氏体的影响 |
| 3.2.2 相变诱发塑性的影响 |
| 3.2.3 残余马氏体和相变诱发塑性的交互作用 |
| 3.3 热-力耦合特征分析 |
| 3.3.1 温度演化方程 |
| 3.3.2 热-力耦合循环变形行为模拟 |
| 3.3.3 率相关效应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多晶超弹性NiTi合金热-力耦合循环变形行为的相场-有限元模拟 |
| 4.1 超弹性NiTi合金二维热-力耦合相场模型 |
| 4.1.1 应变和自由能定义 |
| 4.1.2 热力学理论框架 |
| 4.2 有限元分析模型 |
| 4.2.1 多晶几何模型 |
| 4.2.2 参数确定 |
| 4.3 热-力耦合循环变形行为的相场-有限元模拟 |
| 4.3.1 不同加载水平下的循环应力-应变响应 |
| 4.3.2 不同加载水平下的相变图案演化 |
| 4.4 率相关循环变形行为的相场-有限元模拟 |
| 4.4.1 循环应力-应变响应 |
| 4.4.2 相变图案和温度场演化 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目及发表的论文 |
（6）真空电弧熔炼生物医用NiTi基形状记忆合金组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及来源 |
| 1.2 NiTi形状记忆合金基本性能 |
| 1.2.1 形状记忆效应 |
| 1.2.2 超弹性 |
| 1.2.3 生物相容性 |
| 1.3 NiTi形状记忆合金相变行为 |
| 1.3.1 相组成 |
| 1.3.2 相变 |
| 1.4 NiTi形状记忆合金制备工艺 |
| 1.5 NiTi形状记忆合金的生物医学应用 |
| 1.6 本文的研究目的和主要研究内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料与设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 NiTi基形状记忆合金材料的制备 |
| 2.3 组织性能表征方法 |
| 2.3.1 微观组织表征 |
| 2.3.2 物相性能分析 |
| 2.3.3 相变行为检测 |
| 2.3.4 硬度测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 NiTiX (Cr、V、Fe)形状记忆合金组织与性能研究 |
| 3.1 NiTi形状记忆合金显微组织与性能研究 |
| 3.1.1 成分设计及预处理 |
| 3.1.2 显微组织表征 |
| 3.1.3 XRD物相分析 |
| 3.1.4 相变行为分析 |
| 3.1.5 维氏硬度分析 |
| 3.2 NiTiCr_X形状记忆合金组织与性能研究 |
| 3.2.1 成分设计及预处理 |
| 3.2.2 显微组织表征 |
| 3.2.3 XRD物相分析 |
| 3.2.4 相变行为分析 |
| 3.2.5 维氏硬度分析 |
| 3.3 NiTiV_X形状记忆合金组织与性能研究 |
| 3.3.1 成分设计及预处理 |
| 3.3.2 显微组织表征 |
| 3.3.3 XRD物相分析 |
| 3.3.4 相变行为分析 |
| 3.3.5 维氏硬度分析 |
| 3.4 NiTiFe_X形状记忆合金组织与性能研究 |
| 3.4.1 成分设计及预处理 |
| 3.4.2 显微组织表征 |
| 3.4.3 XRD物相分析 |
| 3.4.4 相变行为分析 |
| 3.4.5 维氏硬度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 NiTiFe_XV_(0.5)形状记忆合金组织与性能研究 |
| 4.1 成分设计及预处理 |
| 4.2 显微组织表征 |
| 4.3 XRD物相分析 |
| 4.4 相变行为分析 |
| 4.5 维氏硬度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）热循环及低温时效耦合提高粗晶NiTi形状记忆合金功能稳定性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文缩写词及符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 NiTi合金的基本概念与功能特性 |
| 1.2.1 相图和晶体结构 |
| 1.2.2 热弹性马氏体相变和形状记忆效应 |
| 1.2.3 应力诱发马氏体相变和超弹性 |
| 1.2.4 NiTi合金中的相变行为 |
| 1.3 提高NiTi合金功能稳定性的研究现状 |
| 1.4 课题的研究目的、内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 实验思路与技术路线 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 热处理实验 |
| 2.2.1 再结晶退火 |
| 2.2.2 热循环处理 |
| 2.2.3 低温时效处理 |
| 2.2.4 热处理方案汇总 |
| 2.3 微观组织观察 |
| 2.3.1 EBSD |
| 2.3.2 TKD |
| 2.3.3 TEM |
| 2.4 相变行为观察 |
| 2.5 超弹性拉伸循环测试 |
| 第3章 热循环及低温时效对粗晶NiTi合金组织的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 原始粗晶NiTi合金的组织分析 |
| 3.3 热循环处理对粗晶NiTi合金组织的影响 |
| 3.4 低温时效处理对粗晶NiTi合金组织的影响 |
| 3.5 热循环及低温时效耦合对粗晶NiTi合金组织的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 热循环及低温时效对粗晶NiTi合金相变行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热循环对粗晶NiTi合金相变行为的影响 |
| 4.3 低温时效对粗晶NiTi合金相变行为的影响 |
| 4.4 热循环及低温时效耦合对粗晶NiTi合金相变行为的影响 |
| 4.4.1 不同热循环处理及相同时效条件对粗晶NiTi合金相变行为的影响 |
| 4.4.2 相同热循环处理及不同时效条件对粗晶NiTi合金相变行为的影响 |
| 4.5 讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 热循环及低温时效对粗晶NiTi合金超弹性的影响 |
| 5.1 刊言 |
| 5.2 热循环对粗晶NiTi合金超弹性的影响 |
| 5.3 低温时效对粗晶NiTi合金超弹性的影响 |
| 5.4 热循环及低温时效耦合对粗晶NiTi合金超弹性的影响 |
| 5.4.1 不同热循环处理及相同时效条件对粗晶NiTi合金超弹性的影响 |
| 5.4.2 相同热循环处理及不同时效条件对粗晶NiTi合金超弹性的影响 |
| 5.5 讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文、参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）高强低模多孔NiTi-HA生物复合材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 生物医用NiTi形状记忆合金的研究现状及发展趋势 |
| 1.1.1 生物医用NiTi合金的研究现状 |
| 1.1.2 生物医用NiTi合金存在的主要问题 |
| 1.1.3 生物医用NiTi合金的发展方向 |
| 1.2 生物医用多孔NiTi形状记忆合金的研究现状 |
| 1.2.1 研究现状 |
| 1.2.2 当前存在的主要问题 |
| 1.2.3 径向梯度多孔结构材料的研究现状 |
| 1.3 课题研究的意义及目的 |
| 1.4 课题研究的内容 |
| 第二章 实验方法与过程 |
| 2.1 实验过程 |
| 2.1.1 实验研究方案 |
| 2.1.2 实验原料及设备 |
| 2.1.3 配套模具及工艺设计 |
| 2.1.4 材料制备过程 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 组织与结构表征 |
| 2.2.2 力学性能表征 |
| 2.2.3 腐蚀性能表征 |
| 2.2.4 生物学评价 |
| 第三章 多孔NiTi合金的孔隙特征演变与力学行为 |
| 3.1 烧结温度对多孔NiTi合金微观结构与孔隙特征的影响 |
| 3.1.1 烧结温度对微观结构的影响 |
| 3.1.2 烧结温度对孔隙特征的影响 |
| 3.2 造孔剂含量对多孔NiTi合金孔隙特征的影响及调控机制 |
| 3.3 孔隙参量对多孔NiTi合金力学行为的影响 |
| 3.3.1 孔隙参量对抗压强度及弹性模量的影响 |
| 3.3.2 孔隙参量对超弹性行为的影响 |
| 3.3.3 超弹性行为演变与断裂机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多孔NiTi-HA复合材料的力学行为及生物活性增强机制 |
| 4.1 HA含量对微观结构与孔隙特征的影响 |
| 4.2 HA含量对力学行为的影响及机理 |
| 4.2.1 HA含量对抗压强度及弹性模量的影响 |
| 4.2.2 超弹性行为演变及影响机理 |
| 4.3 HA含量对电化学腐蚀行为的影响 |
| 4.4 HA含量对生物活性的影响及其增强机制 |
| 4.4.1 HA含量对类骨磷灰石沉积能力的影响及机制 |
| 4.4.2 类骨磷灰石沉积过程中的Ni离子溶出行为 |
| 4.5 多孔NiTi-HA复合材料的生物学评价 |
| 4.5.1 成骨细胞粘附与增殖 |
| 4.5.2 成骨细胞的生长形态 |
| 4.5.3 IL-6炎症细胞因子 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 高强低模径向梯度多孔NiTi-HA复合材料的设计与性能 |
| 5.1 径向梯度多孔NiTi-HA复合材料的结构与功能化设计 |
| 5.1.1 设计思路 |
| 5.1.2 制备过程 |
| 5.2 烧结温度对微观结构及界面演变的影响 |
| 5.3 径向梯度多孔NiTi-HA复合材料的超弹性行为及力学性能 |
| 5.3.1 超弹性行为 |
| 5.3.2 力学性能 |
| 5.3.3 开裂行为及力学增强机制 |
| 5.4 径向梯度多孔NiTi-HA复合材料的生物活性评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读博士学位期间发表的论文与专利情况 |
| 附录B 攻读博士学位期间参与项目情况 |
| 附录C 攻读博士学位期间获奖情况 |
（9）Nb含量和热处理对多孔NiTi（Nb）记忆合金超弹性行为的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多孔 NiTi 形状记忆合金的发展概况 |
| 1.3 多孔 NiTi 形状记忆合金的研究现状 |
| 1.3.1 多孔 NiTi 形状记忆合金的孔隙调控 |
| 1.3.2 多孔 NiTi 形状记忆合金的相变行为及超弹性 |
| 1.4 多孔 NiTiNb 形状记忆合金的研究现状 |
| 1.4.1 多孔 NiTi 基记忆合金的研究概况 |
| 1.4.2 致密 NiTiNb 记忆合金的研究现状 |
| 1.4.3 多孔 NiTiNb 记忆合金的研究现状 |
| 1.5 选题意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 本文的研究意义 |
| 1.5.2 主要的研究内容 |
| 第二章 实验方法与设备 |
| 2.1 样品的制备工艺及流程 |
| 2.1.1 混粉 |
| 2.1.2 生坯压制成型 |
| 2.1.3 粉末烧结 |
| 2.1.4 热处理 |
| 2.2 微观组织结构及相变温度表征 |
| 2.2.1 金相显微分析 |
| 2.2.2 XRD 分析 |
| 2.2.3 SEM 分析 |
| 2.2.4 相变行为分析 |
| 2.3 孔隙特征的表征方法 |
| 2.3.1 孔隙率 |
| 2.3.2 孔隙形貌分析 |
| 2.4 力学性能和超弹性测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 孔隙对无 Nb 多孔 NiTi 合金超弹性行为的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论分析 |
| 3.3 孔隙率对多孔 NiTi 合金超弹性行为的影响 |
| 3.3.1 多孔 NiTi 合金的孔隙结构 |
| 3.3.2 热处理对多孔 NiTi 合金相变温度和超弹性行为的影响 |
| 3.3.3 孔隙率对多孔 NiTi 记忆合金的结构影响 |
| 3.3.4 孔隙率对多孔 NiTi 记忆合金超弹性行为的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Nb 含量对多孔 NiTiNb 合金超弹性行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Nb 含量对多孔 NiTi 合金的微观结构的影响 |
| 4.2.1 孔隙结构 |
| 4.2.2 相组成 |
| 4.2.3 微观组织及成分 |
| 4.2.4 Nb 含量对马氏体相变行为的影响 |
| 4.3 Nb 含量对多孔 NiTiNb 合金力学性能及超弹性行为的影响 |
| 4.3.1 Nb 含量对多孔 NiTiNb 合金力学性能的影响 |
| 4.3.2 Nb 含量对多孔 NiTiNb 合金超弹性行为的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 热处理对多孔 NiTiNb 合金超弹性行为的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热处理对多孔 NiTiNb 合金的微观结构的影响 |
| 5.2.1 热处理对相组成的影响 |
| 5.2.2 热处理对微观组织的影响 |
| 5.2.3 热处理对相变行为的影响 |
| 5.3 热处理对多孔 NiTiNb 合金超弹性行为及力学性能的影响 |
| 5.3.1 热处理对 NiTiNb 合金力学性能的影响 |
| 5.3.2 热处理对多孔 NiTiNb 合金超弹性行为和阻尼特性的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 全文总结与工作展望 |
| 全文总结 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）医用多孔NiTi合金的微波烧结制备、显微结构及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 多孔 NiTi 合金的特点及性质 |
| 1.2 多孔 NiTi 合金的制备 |
| 1.2.1 自蔓延高温合成法 |
| 1.2.2 元素粉末混合烧结法 |
| 1.2.3 热等静压法 |
| 1.2.4 放电等离子体烧结法 |
| 1.3 多孔 NiTi 合金在医学上的应用 |
| 1.4 微波烧结技术 |
| 1.4.1 微波烧结介绍及特点 |
| 1.4.2 微波烧结的应用及发展 |
| 1.4.3 微波烧结多孔 NiTi 合金 |
| 1.5 论文研究的意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 论文研究的意义 |
| 1.5.2 论文研究的主要内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 试验过程及装置 |
| 2.2.1 试验过程 |
| 2.2.2 试验装置 |
| 2.3 性能测试方法 |
| 2.3.1 孔隙率 |
| 2.3.2 显微硬度 |
| 2.3.3 抗弯、压缩强度 |
| 2.3.4 超弹性 |
| 2.3.5 渗透性 |
| 2.3.6 耐蚀性 |
| 2.4 组织结构分析 |
| 2.4.1 相组成分析 |
| 2.4.2 显微结构分析 |
| 2.4.3 相变温度 |
| 2.5 试验仪器及设备 |
| 第3章 多孔 NiTi 合金的显微结构及机理探讨 |
| 3.1 工艺参数对多孔 NiTi 合金的显微结构的影响 |
| 3.1.1 微波烧结温度 |
| 3.1.2 Ni、Ti 粉末粒径 |
| 3.1.3 其他因素 |
| 3.2 造孔剂对多孔 NiTi 合金的显微结构的影响 |
| 3.2.1 造孔剂含量 |
| 3.2.2 造孔剂粒径 |
| 3.3 多孔 NiTi 合金的微波烧结机理探讨 |
| 3.3.1 微波烧结与传统烧结的比较 |
| 3.3.2 多孔 NiTi 合金结构形成规律 |
| 3.3.3 微波烧结机理探讨 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多孔 NiTi 合金的性能表征 |
| 4.1 多孔 NiTi 合金的机械力学性能 |
| 4.1.1 工艺参数对多孔 NiTi 合金力学性能的影响 |
| 4.1.2 造孔剂对多孔 NiTi 合金力学性能的影响 |
| 4.2 多孔 NiTi 合金的相变温度 |
| 4.2.1 孔隙率对多孔 NiTi 合金相变温度的影响 |
| 4.2.2 孔径对多孔 NiTi 合金相变温度的影响 |
| 4.3 多孔 NiTi 合金的超弹性 |
| 4.3.1 孔隙率对多孔 NiTi 合金超弹性的影响 |
| 4.3.2 孔径对多孔 NiTi 合金超弹性的影响 |
| 4.3.3 预变形量对多孔 NiTi 合金超弹性的影响 |
| 4.4 多孔 NiTi 合金的渗透性 |
| 4.4.1 孔隙率对多孔 NiTi 合金渗透性的影响 |
| 4.4.2 孔径对多孔 NiTi 合金渗透性的影响 |
| 4.5 多孔 NiTi 合金的耐蚀性 |
| 4.5.1 孔隙率对多孔 NiTi 合金耐蚀性的影响 |
| 4.5.2 孔径对多孔 NiTi 合金耐蚀性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 论文发表情况 |
| 致谢 |
四、NiTi合金的超弹性（论文参考文献）
- [1]铣削-电化学抛光加工对NiTi形状记忆合金表面成形的影响机理研究[D]. 王桂杰. 山东大学, 2021
- [2]功能梯度NiTi形状记忆合金的研究[D]. 李小强. 山东大学, 2021(12)
- [3]扫描间距对激光选区熔化NiTi形状记忆合金相变行为及力学性能的影响[J]. 余春风,胡永俊,卢冰文,马文有,王岳亮,董东东,刘敏. 激光与光电子学进展, 2021(19)
- [4]梯度纳米晶NiTi形状记忆合金的超弹性和形状记忆效应相场模拟[J]. 徐波,康国政. 力学学报, 2021(03)
- [5]基于相场模拟的超弹性镍钛合金热-力耦合循环变形行为研究[D]. 谢曦. 西南交通大学, 2019
- [6]真空电弧熔炼生物医用NiTi基形状记忆合金组织与性能研究[D]. 陈志伟. 安徽工业大学, 2019(02)
- [7]热循环及低温时效耦合提高粗晶NiTi形状记忆合金功能稳定性的研究[D]. 蒲泽. 山东大学, 2019(09)
- [8]高强低模多孔NiTi-HA生物复合材料的制备与性能研究[D]. 张磊. 昆明理工大学, 2017(12)
- [9]Nb含量和热处理对多孔NiTi（Nb）记忆合金超弹性行为的影响研究[D]. 黄婷. 华南理工大学, 2014(01)
- [10]医用多孔NiTi合金的微波烧结制备、显微结构及性能研究[D]. 金晓飞. 南昌航空大学, 2014(01)