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前言页1

前言1

1 绪论1

1.1 形状记忆合金的发展历史1

1.2 形状记忆合金中的几个基本概念3

2 马氏体相变10

2.1 概述10

2.2 马氏体相变的一般特征11

2.2.1 无扩散性相变11

2.2.2 切变性相变12

2.2.3 共格性相变14

2.2.4 晶体缺陷与相变可逆性15

2.3 马氏体相变的热力学特征16

2.4.1 Bain转变模型19

2.4 马氏体相变机制的几个晶体学经典模型19

2.4.2 K-S转变模型20

2.4.3 西山转变模型22

2.4.4 G-T转变模型24

3 热弹性马氏体相变26

3.1 概述26

3.2 热弹性马氏体相变的一般特征27

3.2.1 马氏体量是温度的函数27

3.2.2 相变温度滞后小，相变驱动力小28

3.2.3 相界面和马氏体晶界有良好的协调性30

3.3 热弹性马氏体相变的热力学特征31

3.3.1 两类热弹性马氏体相变31

3.3.2 两个特征温度关系式的证明33

3.4 热弹性马氏体相变的晶体学特征36

3.4.1 具有晶体学可逆性36

3.4.2 β相合金的晶体结构特征及其分类37

3.4.3 马氏体相的周期堆垛结构39

4 形状记忆效应的应变回复机制44

4.1 金属晶体的变形44

4.1.1 滑移变形44

4.1.2 孪生变形46

4.1.3 形变结构48

4.1.4 马氏体相变的不变平面应变48

4.2 形状记忆合金的变形52

4.2.1 晶体结构的对应关系52

4.2.2 相变应变中菱形状变体片群的自协作57

4.2.3 TiNiCu合金中斜方晶变体片群的自协作59

4.2.4 M1温度以下马氏体变体的变形方式62

4.3 形状记忆效应的形状回复机制66

4.3.1 形状回复的原因66

4.3.2 最大回复应变量与试样位向关系69

5 应力诱发马氏体相变及相变伪弹性73

5.1 概述73

5.2 应力诱发马氏体相变74

5.2.1 相变伪弹性74

5.2.2 应力诱发马氏体相变热力学76

5.2.3 应力诱发马氏体相变中的试样位向关系80

5.3 马氏体之间的应力诱发相变及其多台阶相变伪弹性82

5.3.1 多台阶相变伪弹性82

5.3.2 马氏体之间应力诱发相变热力学86

5.3.3 马氏体之间应力诱发相变晶体学88

6 TiNi形状记忆合金93

6.1 TiNi合金的晶体变态93

6.1.1 TiNi合金的晶体结构93

6.1.2 TiNi合金的依次相变和R相变94

6.1.3 TiNi合金等原子比附近的状态图98

6.2.1 相变温度点的控制99

6.2 TiNi合金相变温度点的控制与添加第三元素的影响99

6.2.2 第三元素的添加对相变的影响100

6.3 TiNi合金的性能105

6.3.1 基础物性105

6.3.2 机械性能109

6.3.3 形状记忆特性112

6.3.4 晶粒细化对形状记忆特性的影响113

6.4 TiNi合金的全方位形状记忆效应115

7 铜基形状记忆合金124

7.1 铜基形状记忆合金的种类及其变形行为124

7.1.1 铜基合金状态图125

7.1.2 铜基合金相变温度的调节与控制127

7.1.3 铜基合金单晶和多晶试样的变形行为比较131

7.2 铜基形状记忆合金形状记忆特性的稳定性134

7.2.1 热循环效应134

7.2.2 反复变形效应138

7.2.3 时效效应140

7.3 铜基形状记忆合金的疲劳寿命与破坏机制148

7.3.1 疲劳寿命149

7.3.2 破坏与破坏机制151

7.4 铜基形状记忆合金的晶粒细化157

8 铁基形状记忆合金163

8.1 铁基形状记忆合金的种类与概述163

8.2 铁基形状记忆合金形状记忆效应的机制165

8.3 铁基形状记忆合金的性能改善168

8.3.1 热处理训练效应168

8.3.2 提高耐腐蚀性169

8.3.3 探索良好形状记忆效应的铁基合金的途径171

9 形状记忆合金的制作方法174

9.1 TiNi形状记忆合金174

9.1.1 TiNi合金的熔炼174

9.1.2 TiNi合金的加工176

9.1.3 TiNi合金的形状记忆处理178

9.2 铜基形状记忆合金183

9.2.1 铜基合金的熔炼183

9.2.2 铜基合金的加工187

9.2.3 铜基合金的形状记忆处理188

10 形状记忆合金的使用方法193

10.1 实用形状记忆合金的特点与利用193

10.1.1 偏压式与差动式动作元件193

10.1.2 形状记忆合金元件和双金属片197

10.1.3 超弹性形状记忆效应的特点及其利用198

10.1.4 R相变的特点及其利用204

10.2 形状记忆合金元件的设计方法208

10.2.1 螺旋弹簧的计算与设计209

10.2.2 其它几种弹簧形式的计算与设计222

11.2 几个典型的应用课题230

11.2.1 形状记忆合金发动机230

11.1 概述230

11 形状记忆合金的应用230

11.2.2 形状记忆合金机器人237

11.2.3 形状记忆合金人工心脏243

11.3 形状记忆合金在工业中的应用244

11.4 形状记忆合金在医学领域中的应用255

11.4.1 TiNi合金对生物体的相容性256

11.4.2 TiNi合金在牙科中的应用262

11.4.3 TiNi合金在整形外科中的应用264

11.4.4 TiNi合金在其它方面的应用268

11.5 形状记忆合金在日常生活用品中的应用273

11.6 形状记忆合金在其它领域的应用279

附表290

附表1290

附表2291