刘旺中
,
陈照波
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黄山云
,
焦映厚
功能材料
形状记忆合金（shape memory alloy,SMA）是一类新型功能材料,作为电热驱动器,广泛应用于工程领域。但由于材料内在的非线性性质和迟滞效应使其在控制系统的设计和热力学建模上较为困难,不利于简单控制系统和实时控制的实现。基于Preisach理论给出SMA驱动器系统的温度-位移迟滞模型,分析系统的热传导过程,将传统的比例-积分-微分PID（proportional-integral-differential,PID）策略应用于控制器的设计,并引入蚁群和粒子群两类智能算法优化控制器参数,讨论优化过程和控制效果;与传统PID参数整定方法相比,系统的阶跃响应和正弦信号跟踪性能取得比较理想的效果,且智能算法调节控制器参数的实时性更强,克服非线性和迟滞效应的影响。
关键词:
形状记忆合金
,
迟滞非线性
,
建模
,
PID控制
,
增益优化
,
智能算法
,
Preisach理论
,
热模型
Zhirong HE
,
Fang WANG
,
Jing'en ZHOU
材料科学技术（英）
The basic martensitic transformation (MT) properties of Ru50Ta50 alloy, i.e. MT temperature (MTT), temperature hysteresis (ΔT), and MT heat (ΔH) were investigated in this paper. The effects of heat treatment and thermal cycling on MT behavior of Ru50Ta50 alloy, the deformation and microstructure characteristics of Ru50Ta50 alloy were also studied for its engineering application as high temperature actuator/sensor materials by means of differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, transmission electron microscope, optical microscope, and hardness test. The results showed that a two-stage reversible MT takes place in Ru50Ta50 alloy. The two-stage MT starting temperatures (MS1 , MS2 ) and the temperature hysteresis (ΔT1, ΔT2) are 1047, 784 and 11, 14℃, respectively. No significant effect of aging treatment and thermal cycling on MTT and ΔT of Ru50Ta50 alloy were observed, but ΔH decreases slowly with increasing thermal cycles. The hardness and brittleness of Ru50Ta50 alloy are high. The deformation mode of RuTa alloys is twinning.
关键词:
RuTa alloy
,
热处理
,
热循环
,
形状记忆合金
,
Ru
周宏雷
,
董元源
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2007.12.006
采用磁悬浮熔炼、测定试样形状记忆效应(SME)和双程形状记忆效应(TWSME)、金相法、示差量热分析(DSC)、断口形貌观察和自由震动波衰减曲线等方法研究了高强度高塑性高阻尼Mn基形状记忆合金的记忆特性以及Cu、Ni、Fe、Cr、Ti、N等元素对合金性能的影响.结果表明,Cu溶入越多,合金的SME越高;适当的时效热处理可强化合金提高其SME;含Ti、N元素的合金的SME最好,回复率达73%,TWSME回复率达21%.所研究的合金都有明显的双程形状记忆效应.淬火状态的合金有高的塑性,延伸率达25%,并有良好的阻尼抗震能力.淬火时效状态的合金有高的强度极限,尤其是高的屈服极限(σs=320～475 MPa)、适当的塑性(δ为4.2%～5.0%),合金元素还能提高所研究合金的抗氧化和抗腐蚀能力.
关键词:
Mn基
,
形状记忆合金
,
形状记忆效应
,
形状回复率
,
时效热处理
,
淬火
,
合金元素
杨根林
,
王二敏
,
韩劲
,
倪志铭
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.11.011
研究了三种不同种类的石墨坩埚进行真空感应熔炼Ni47Ti44Nb9形状记忆合金.一种是低密度的挤压石墨材料,另外两种是不同孔隙度和纯净度的等静压石墨材料,并且用纯Ni,Ti和Nb原材料进行Ni47Ti44Nb9形状记忆合金熔炼.采用低等级、低密度石墨坩埚进行熔炼,合金铸锭的碳含量会升高；选用高密度、高纯净度的石墨坩埚可以获得较好质量的合金铸锭.
关键词:
Ni47Ti44Nb9
,
形状记忆合金
,
真空感应熔炼
,
石墨坩埚
李岩
,
姚礼
,
崔晓龙
,
崔琰
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.08.001
近年来,新型钛基无镍合金以其良好的生物相容性、耐腐蚀性、低弹性模量、高相变温度等特性成为了形状记忆合金领域的研究重点.采用X射线衍射(XRD)、金相光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热分析(DSC)、压缩应力-应变实验等方法系统研究了TixZr100-x(x=20,30,50,70,80)合金的微观组织结构、相变特性、力学性能及形状记忆效应.结果表明:二元钛锆合金是一种典型的高温形状记忆合金,室温下为具有孪晶结构的单一hcp-α'马氏体相,晶格常数和晶胞体积都会随Zr原子含量增加而增大;合金具有从△母相到hcp-α'马氏体的可逆相变,相变温度随Zr原子含量增加先降低后增大,在Zr含量50％附近,马氏体相变开始温度最低,约为520 ℃;合金的屈服强度随Zr原子含量增加而增大,在Zr含量50％附近达到最大值(955 MPa),然后随Zr含量增加而下降;不同成分合金均具有形状记忆效应,其中Ti70 Zr30合金的记忆效应最大,为1.7％.
关键词:
形状记忆合金
,
钛锆
,
马氏体相变
,
微观结构
郭世海
,
张羊换
,
陈自新
,
李长生
,
王国清
,
王新林
金属功能材料
doi:10.3969/j.issn.1005-8192.2006.01.003
本文采用直流磁控溅射的方法,分别在Si、Cu和NaCl基底上沉积了Ni-Mn-Ga薄膜,研究了不同基底、不同溅射条件和热处理对薄膜成分、组织形貌及结构的影响.结果表明,当溅射功率为22.5W,靶基距为40mm,溅射氩气压为0.1Pa时为最佳工艺参数.Si基片上薄膜比较致密均匀,Cu基片上薄膜则较为疏松,NaCl基片上薄膜表面分布着团簇颗粒,但三种薄膜均可见明显的岛状结构,表明薄膜的形成为核生长型机制.热处理前的薄膜具有部分非晶存在.
关键词:
Ni-Mn-Ga
,
薄膜
,
形状记忆合金
,
磁控溅射
李周
,
汪明朴
,
郭明星
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2004.03.003
利用ρ-T曲线测量、X射线衍射、透射电镜观察等方法研究了Cu-19Zn-13Al(m%)合金母相时效过程中组织的变化规律.结果表明:Cu-19Zn-13Al合金母相时效时,β1母相发生了贝氏体转变,继续延长时效时间,贝氏体向α相转变;或者,由β1母相直接转变为块(棒)状的α相.Cu-19Zn-13Al(at%)合金母相时效时,Ms点先升高后下降,且分解过程进行较快,300min后分解过程基本上完成,合金不再发生马氏体相变.
关键词:
形状记忆合金
,
母相时效
,
贝氏体
,
α相
巩建鸣
,
户伏寿照
,
高田和幸
,
奥村佳代
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2002.04.002
超弹性是形状记忆合金(SMA)重要的力学性能之一,本文在试验研究的基础上讨论了在不同试验温度和应变速率的循环加载条件下,TiNi SMA的超弹性变形特性.从唯象观点分析了循环变形期间相变应力和弹性模量的变化.通过引入三个内变量,即循环期间所累积的残余应力、残余应变和残余马氏体相,表征承受加载和卸载的TiNi SMA循环超弹性变形.在此基础上,提出了模拟TiNi SMA的超弹性变形方法.在部分加载的内循环情况下,采用相变应变函数的混合规则表达材料的弹性模量.
关键词:
形状记忆合金
,
TiNi
,
超弹性
,
循环变形
,
弹性模量
,
模拟
