升温速率对Micro-FAST制备NiTi合金的影响.PDFVIP

第45 卷 第7 期 稀有金属材料与工程 Vol.45, No.7 2016 年 7 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING July 2016 升温速率对Micro-FAST 制备NiTi 合金的影响 赵 旦，杨 屹，杨 刚，尹德强 ( 四川大学，四川 成都 610065) 摘 要：采用多物理场活化烧结微成形技术（Micro-FAST ），低温（850 ℃）、短时间内（约8 min ）成功制备了Φ4 mm ×4 mm 的NiTi 微型圆柱，并研究了升温速率对制备NiTi 合金致密度的影响。结果表明，试样在快速升温阶段发生最 大的收缩量，直接影响了试样的烧结质量。在升温速率为25~125 ℃/s 的范围内，随着升温速率的提高，NiTi 合金的相 对密度降低。升温速率越大（电流越大），大电流促进原子扩散，形成富Ni 区，利于NiTi 和Ni Ti 相的形成，并加剧 2 3 Kirkendall 效应，生成更多孔隙；试样在电流作用下产生局部高温，促使局部液相生成，融化周围粉末生成孔隙。 关键词：Micro-FAST ；NiTi 合金；烧结；升温速率 中图法分类号：TF124 文献标识码：A 文章编号：1002- 185X(2016)07- 1816-05 NiTi 形状记忆合金是20 世纪 70 年代发展起来的 实验采用原子比为 1:1 的NiTi 混合粉，制备了直 [1] 一种新型功能材料 。NiTi 形状记忆合金具有优异的形 径为4 mm ，高度为4 mm 的NiTi 圆柱试样。Ni 粉的 状记忆效应、超弹性以及良好的生物相容性，在生物领 平均粒度为 50 μm，Ni 粉纯度≥99.5% ，化学成分见 域有着不可替代的应用地位，是应用最多、最有成效 表 1。Ti 粉的平均粒度为 50 μm，Ti 粉纯度≥98% ， [2-4] 的一种形状记忆合金 。目前，关于 NiTi 形状记忆 化学成分见表2 。 合金的性能及其形状记忆效应机理的研究已相对较为 实验设备为 Gleeble- 1500D 热模拟机，该设备由 [5-7] 成熟 ，其制备方法也成为当前研究热点。 加热系统、加力系统和计算机控制系统三部分组成， NiTi 形状记忆合金的制备方法主要有：燃烧合成 其最大升温速度可达 10 000 ℃/s ，最大采样频率为 [8,9] [10,11] 法 、元素粉末混合烧结法 、预合金粉末烧结 50 000 Hz ，采集试样的温度可精确到0.01 ℃。 [12] [13,14] [15,16] 法 、自蔓延高温合成法 、热等静压法 等。然 实验时，将称量后的NiTi 混合粉装入模具中，然 而，当NiT