[发明专利]一种轻质高强高阻尼多孔镍钛形状记忆合金的制备方法

说明书

一种轻质高强高阻尼多孔镍钛形状记忆合金的制备方法，方法步骤为：(一)配粉：将钛粉、镍粉和镁粉按一定质量百分比配料；(二)球磨：将配好的粉体放入不锈钢球磨罐中进行球磨；(三)压坯：将球磨后的粉料在一定压力下模压制成压坯；(四)装炉：将所得压坯及微波辅助加热材料放置于多晶莫来石纤维保温桶内，再将保温桶放入微波烧结炉中；(五)微波烧结获得轻质高强高阻尼多孔镍钛形状记忆合金。本发明的技术效果是：制备方法简单方便、烧结周期短、能源消耗少、适合工业化生产，烧结所获得的多孔NiTi形状记忆合金具有低的密度、超高的强度和超高的阻尼特性，可用于工业的振动控制、噪声降低、冲击震动缓冲、能量吸收等方面。

技术领域

本发明涉及一种金属材料粉末冶金的制备方法，尤其涉及一种微波烧结制备轻质高强高阻尼多孔镍钛形状记忆合金的方法。

背景技术

阻尼材料一般是指将固体机械振动能转变为热能而耗散的材料，这种材料主要应用在振动和噪声控制方面。阻尼材料大致可分为粘弹性阻尼材料、聚合物基阻尼复合材料、金属类阻尼材料、无机类阻尼材料和智能型阻尼材料等。但目前已应用的主流阻尼材料，无论是聚合物类粘弹性阻尼材料还是金属系阻尼材料，均难于同时具有高力学性能、优异阻尼特性及可恢复变形能力，尤其是材料的强度和阻尼性能常常是相互矛盾的，阻尼越大，则强度越低，反之亦然。NiTi形状记忆合金因其具有良好的形状记忆效应和超弹性，以成为所有形状记忆材料中最有应用价值的智能合金材料。虽然一直以来有关NiTi形状记忆合金的研究多针对于生物医学应用，但近些年已发现NiTi形状记忆合金在制造智能阻尼结构及能量吸收器件方面也有非常好的应用前景，尤其是有望利用NiTi形状记忆合金的迟滞响应、相变和超弹性行为带来的优异阻尼特性和能量吸收能力来制作高性能阻尼结构和吸振装置/器件，例如，用于振动控制、噪声降低、冲击震动缓冲、能量吸收等方面。但致密NiTi合金较高的密度 (6.45g/cm³)对需要轻质材料的航空航天应用以及用于高速回转和高速运载机械中的结构器件而言还是一个很大的问题。

近年来，多孔NiTi形状记忆合金的研究倍受关注，但目前相关的研究主要是基于其作为生物医学中硬组织植入材料。针对这一方面，已有大量发明专利如201110411828.2，200610124394.7，200710030822.4，201410397714.0等。这些发明专利主要是向Ni粉和Ti粉中加入易分解挥发的无机造孔剂(如碳酸氢铵和尿素等)或者是可融化的无机盐(如NaCl和NaF等)，获得适合新骨细胞长入的孔隙率和孔径。同时，多孔结构的引进必然降低了合金的弹性模量，避免“应力遮挡”效应。为此，制备出来医用多孔NiTi形状记忆合金的力学性能偏低，阻尼性能较致密多孔NiTi合金有所下降。从现有的阻尼材料来看，单一材料同时具备轻质、高强和高阻尼等综合性能是非常难的。为了提高多孔 NiTi合金的阻尼性能和强度，张新平申请的发明专利200810219443.4中提出采用无压熔渗技术向多孔NiTi合金中渗入Mg或Mg合金，形成Mg/NiTi复合材料。

发明内容

本发明的目的是为了解决一种材料同时兼备轻质高强度和高阻尼的特性，而提供的一种轻质高强高阻尼多孔NiTi形状记忆合金的制备方法。

本发明是这样来实现的，一种轻质高强高阻尼多孔NiTi形状记忆合金的制备方法，方法步骤为：

一种轻质高强高阻尼多孔镍钛形状记忆合金的制备方法，方法步骤为：

(一) 配粉：

先将钛粉、羰基镍粉按一定比例配料混合、然后再将一定量镁粉加入到混合粉体中，三种成分粉体一起混合。

(二)球磨：配好的粉体放入不锈钢球磨罐中进行球磨；

(三)压坯：球磨后的粉料在500～1000MPa压力下模压制成压坯；

(四)装炉：将所得压坯及微波辅助加热材料放置于多晶莫来石纤维保温桶内，再将保温桶放入微波烧结炉中；