钛合金的形状记忆效应根据简单剪切和角畸变,二维原子在变形孪晶过程中的集体位移。钛合金的形状记忆效应和超弹性形状记忆合金(SMAs)具有许多独特的特性,包括钛合金的形状记忆效应比普通金属材料更优越的能量耗散能力,是一种具有巨大工程应用潜力的特殊材料。钛合金的形状记忆效应除了中小企业外,形状记忆合金的其他一些有益特性,包括超弹性、良好的阻尼能力和其他重要特性,使钛合金的形状记忆效应能够广泛应用于电子、化学、医疗设备、电力、航空航天等领域。
钛合金的形状记忆效应发展直到在镍钛(NiTi)合金中发现了形状记忆效应(SME), sma的价值和需求才被大多数工程和技术应用所积极理解。此后,SMAs的应用范围不断扩大,研究兴趣和专利数量也越来越多。这些钛合金的形状记忆效应可能的受益者的例子遍布各个领域,如汽车和机械工程应用、汽车、航空航天、微型驱动器和微机电系统(MEMS)、机器人、生物医学,甚至在服装/时尚行业。钛(Ti)合金是最重要的SMAs之一,迄今为止,开发新型Ti基SMAs仍是金属智能材料的重要方向之一。Ti-Nb基,Ti-Ta基,Ti-Mo基和Ti-Zr基是近年来发展起来的。
人们对使用形状记忆合金(SMAs)的兴趣源于这样一个事实:它们可以“记住”自己最初的形状。当受到高于阈值的外力时,它们表现为应力诱导的由奥氏体向马氏体的孪晶转变,并能恢复表观永久应变,恢复到原始形态。形状记忆合金超弹性响应的图解(在温度N奥氏体完成温度Af下的变形)。许多钛基合金所表现出的这一重要特性可用于加速金属材料的自愈合过程。此外,通过调整滞后宽度可以让材料科学家在自愈合过程中精确调整温度变化∆T。一个可能的倒退是性能的功能退化,表现为超弹性应变(εSE)的减少和残余应变(ε残余)的积累。
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