一种增强R相逆相变回复力的NiTi形状记忆合金驱动方法

本发明属于形状记忆合金功能驱动，具体涉及一种利用纳米晶约束增强r相逆变相变回复力的niti形状记忆合金驱动方法。

背景技术：

1、niti形状记忆合金因兼具形状记忆效应、超弹性、高强度、高阻尼、耐蚀性和疲劳特性，在航空航天、生物医疗和微型器件中具有广泛应用前景。相比常规微米级或亚微米级晶粒材料，纳米晶niti通常具有更高强度和更优异的功能特性，因此在高要求驱动场合具有潜力。现有研究表明，当niti晶粒尺寸减小到纳米尺度后，常规的b2→b19'马氏体相变会因晶界约束而逐步被抑制，而b2→r相变由于相变应变更小而优先发生；当晶粒尺寸进一步降低时，材料在较宽温区内会表现为r相主导，甚至在室温下即处于完全r相状态。现有关于r相的应用多数集中于其滞后小、响应快和循环稳定性好，而r相在驱动元件中的应用较为局限，因此亟需一种把r相从“低滞后响应相”进一步转化为实现“高驱动力输出”的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用纳米晶约束增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金驱动方法，以解决现有技术中r相在驱动元件中的应用局限问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金驱动方法，包括：

4、将预设组分的niti合金丝材进行冷拔变形后，进行晶化退火处理得到纳米晶niti合金丝材；其中预设组分的niti合金丝材中ni含量50.0～50.5 at.%，其余为ti；

5、将纳米晶niti合金丝材冷却至室温，在室温下得到r相状态的纳米晶niti合金丝材；

6、将所述r相状态的纳米晶niti合金丝材在室温下施加拉伸预变形后，得到r相再取向的纳米晶niti合金丝材；

7、将r相再取向的纳米晶niti合金丝材加热，r相再取向的纳米晶niti合金丝材发生逆相变输出回复力。

8、进一步地，所述冷拔变形的变形量大于67%。

9、进一步地，所述晶化退火处理的温度为330 ℃～480 ℃，保温时间为5-10 min。

10、进一步地，所述纳米晶niti合金丝材的平均晶粒尺寸为15 nm～120 nm。

11、进一步地，所述拉伸预变形的变形量范围为0.3%~2%。

12、进一步地，所述预设组分的niti合金丝材在进行冷拔变形前，先进行750℃下退火10min后，空冷至室温。

13、第二方面，一种增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金，采用前述所述的驱动方法得到。

14、进一步地，niti合金丝材的化学式为niati100-a，50≤a≤50.5。

15、第三方面，根据前述的增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金在制备微型驱动器、微夹持元件或快速响应执行元件中的应用。

16、有益效果

17、通过冷拔变形以及低温晶化退火得到纳米晶niti形状记忆合金后，在室温下获得r相状态的纳米晶niti丝材，施加预变形使其r相再取向，得到r相状态再取向的纳米晶niti丝材，利用纳米晶界的微观强约束通过正相变及再取向过程在晶粒内部积聚弹性能，使r相逆相变输出更高回复力，进而拓展了r相在高要求驱动需求中的应用。

1.一种增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金驱动方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金驱动方法，其特征在于，所述冷拔变形的变形量大于67%。

3.根据权利要求1所述的增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金驱动方法，其特征在于，所述晶化退火处理的温度为330 ℃～480 ℃，保温时间为5-10 min。

4.根据权利要求3所述的增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金驱动方法，其特征在于，所述纳米晶niti合金丝材的平均晶粒尺寸为15 nm～120 nm。

5.根据权利要求1所述的增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金驱动方法，其特征在于，所述拉伸预变形的变形量范围为0.3%~2%。

6.根据权利要求1所述的增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金驱动方法，其特征在于，所述预设组分的niti合金丝材在进行冷拔变形前，先进行750 ℃下退火10 min后，空冷至室温。

7.一种增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金，其特征在于，采用权利要求1至6任一项所述的驱动方法得到。

8.根据权利要求7所述的增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金，其特征在于，niti合金丝材的化学式为niati100-a，50≤a≤50.5。

9.权利要求7或8所述的增强r相逆相变回复力的niti形状记忆合金在制备微型驱动器、微夹持元件或快速响应执行元件中的应用。