【48812】资料学院徐连勇教授课题组研讨进展:4D打印铜基形状回忆合金
本站讯(通讯员 韩永典)形状回忆合金(Shape memory alloys, SMAs)根据有序相的热弹性马氏体相变,能够在外部能场(应力场,温度场和磁场等)鼓励下自发完成原始形状的可逆变形,是一种集感知与驱动一体化的先进智能资料。获益于其共同的形状回忆效应和超弹性行为,形状回忆合金现在被大范围的应用于航空航天、电子通讯、生物医疗、动力化工、工业制作和日常日子的许多范畴。单晶Cu基形状回忆合金已被证明具有优异才能的形状回忆功用,但多晶安排的Cu基形状回忆合金往往受限于粗大的晶粒,高弹性各向异性和单薄的晶界,表现出高沿晶脆性和低疲劳强度,极大地约束了其大规模推广应用。将增材制作技能和形状回忆合金相结合完成形状回忆合金的4D功用定制已成为相关范畴的重要开展的新趋势。尤其是针对Cu基形状回忆合金,增材制作技能中极高的冷却速度能有用完成晶粒细化,有望彻底改进Cu基形状回忆合金的高脆性并进一步提高力学功用。
近来,天津大学徐连勇教授课题组使用激光粉末床熔化技能成功完成了高功用CuAlNi形状回忆合金的精准控形控性和有用功用呼应。
研讨标明,增材制作成形进程中熔池阅历重熔激光的效果,凝结进程触及固相重熔,有序-无序改变和马氏体改变多个进程,堆积态微观安排由柱状母相内部形核的高度和谐的马氏体变体群组成,一起微观元素偏析诱导了2H型马氏体和板条内2H马氏体畴的构成。18R马氏体板条间散布高密度超结构本征层错,板条间互为孪晶联系。
针对堆积态Cu基形状回忆合金共同的微观安排和变形呼应,该团队对合金在变形进程中拉压各向异性的变形机制进行了具体研讨,发现孪生变形主导了悉数变形进程并在不同阶段表现出各异的呼应方法。
经过前期工艺规划筛选出最优工艺参数为激光功率300 W,线ms,辅以选区激光重熔技能,成功制备出高功用堆积态铜基形状回忆合金。试样的马氏体相变温度抵达130℃,比传统NiTi合金提高60℃。极限抗住压力的强度可抵达1593±10 MPa,开裂应变为23%;形状回忆效应测验显现,试样能够在小于6%应变的条件下完成彻底的形状回忆康复,最大形状回复应变可达3.39%。
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