钛基复合材料相界控制研究(6)

⑸NiTi相界面的性能镍钛合金具有形状记忆特性(合金在较高温度下处理成某一形状后,急冷到某一低温下,在此低温下受外力而发生塑性变形,当外力去


⑸NiTi相界面的性能镍钛合金具有形状记忆特性(合金在较高温度下处理成某一形状后,急冷到某一低温下,在此低温下受外力而发生塑性变形,当外力去除后,仍保持其变形后的形状,但当温度上升到较高的温度,材料会自动恢复到塑性变形前原有的形状)和超弹性(指形状记忆合金试样在外力作用下产生远大于其弹性极限应变量的非弹性应变,在卸载时这种非弹性应变可自动恢复到变形以前形状的现象),是它广泛应用于生物医学领域的基础;同时,镍钛合金良好的耐蚀性[28]、生物相容性、较好的耐磨性[29,30]和高阻尼特性是其应用于生物医学领域的保证。镍钛相界面与镍钛合金两者同源,一个是微观层面的,一个是宏观层面的,所以,镍钛相界面对上述的性能没有影响,在某些方面,性能可能会更加的优异。

1.4研究的目的和意义

1.4.1研究的目的

由于钛基复合材料存在着强韧度不高,且受力后容易沿晶界发生断裂等问题,本课题的目的就是借助功能梯度材料的概念,在钛合金基体和陶瓷相增强体之间制备一个过渡相界面,达到缓和钛合金基体和陶瓷相增强体弹性模量差距大的问题。由于钛镍之间的固溶性良好,并且制备安全简单,所以试图利用化学镀镍,制备一个钛镍相界面,并在研究过程中通过一系列的热处理工艺,以期达到镍钛相变控制的研究。

1.4.2研究的意义

钛基复合材料把金属材料与增强体的优点相互结合在一起,从而获得了延展性、韧性较好,强度、模量较高的综合性能优异的材料,在航空航天领域具有广阔的应用前景。但是钛基复合材料还是存在强韧性不高,钛合金基体和陶瓷增强体之间弹性模量差距大的问题导致其性能存在一定的限制。因此,本课题研究的相界面的控制有利于提高钛基复合材料的强韧性,并解决其易沿晶界断裂的缺陷,使得材料的力学性能得到很大的提升,这将使得钛基复合材料的研究和应用取得进一步的突破,因为力学性能直接关及器件的可靠性、寿命周期、周期成本,即直接关及研究对象能否进入实用、高能效及高可靠性使此类材料的应用前景光明。因此,本课题的研究,即钛基复合材料相界面的控制与研究意义深远。