导　　师： 张新平

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 具有双程形状记忆效应的NiTi合金由于无需外力介入即可在高温形状和低温形状之间往复变形而被提出用于制造人工肛门括约肌以期治疗大便失禁问题。根据人体生理环境,人工肛门括约肌用NiTi双程形状记忆合金需在窄温区间（35–55°C）内获得足够的形状应变和形状记忆回复率以实现肠道的张开和闭合,以及具有良好的功能稳定性和抗疲劳能力,以满足在人体内长期可靠的使用要求。本论文利用先进制备技术及优化热处理“训练”工艺获得最适合人工肛门括约肌应用的NiTi双程形状记忆合金,并研究合金的功能疲劳行为以评价其长期使用时的功能稳定性;研究工作还采用先进的显微分析手段揭示了合金的显微组织结构与性能之间的关系和相关作用机理。采用基于真空吸铸法的快速凝固技术成功制备了条状Ni51Ti49合金,该合金具有沿厚度方向的细小柱状晶（径向直径约3.9μm）和强烈的<001>B2丝织构,并兼具高固溶度和低偏析的特点。与熔铸Ni51Ti49合金相比较,细小的晶粒尺寸和高固溶度提高了析出相Ni4Ti3的形核率并限制了其尺寸生长,而<001>B2织构的存在则提高了Ni4Ti3相取向的一致性,从而在时效时析出大量尺寸细小（约306.7 nm）、分布弥散（间距约166.5nm）且取向高度一致的共格Ni4Ti3相。这些细小且弥散分布的Ni4Ti3相不但提升了共格应力场大小,其取向一致性还显著增加了共格应力场在约束应力方向的分量,表现为合金双程形状记忆回复率的升高。此外,合金均匀的化学成分以及大量晶界、相界的存在促进了各局部区域相变的同步性从而缩小了相变温度区间,证明了快速凝固技术在提升NiTi合金双程形状记忆效应方面的优越性。选取约束时效“训练”工艺对快速凝固制备的Ni51Ti49合金进行处理以获取双程形状记忆效应,并通过调节时效参数研究了时效温度�

关 键 词： 合金 快速凝固 双程形状记忆效应 人工肛门括约肌 功能疲劳

领　　域： []