| 【中文题名】 | 镍钛形状记忆合金变温下的微观摩擦性能研究 |
| 【英文题名】 | Study on the Friction Behavior of Niti Shape Memory Alloy under Various Temperatures |
| 【学科专业】 | 材料学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-21 |
| 【中关键词】 | 镍钛形状记忆合金,原子力显微镜,微观摩擦特性,真空变温,, |
| 【英关键词】 | SE and SME NiTi alloy,atomic force microscopy,micro friction property,various temperatures and vacuum, |
| 【分类导航】 | 工业技术>金属学与金属工艺>金属学与热处理>合金学与各种性质合金>其他特种性质合金>形状记忆合金 |
| 【论文摘要】 |
本文采用原子力显微镜，在真空环境和不同温度条件下，实验研究了超弹(SE)和形状记忆(SME)NiTi合金的微观摩擦性能。一方面，实验研究了不同温度下SE NiTi合金在低、高载荷下单次划痕摩擦的摩擦特性，重点考察了SE NiTi合金在不同温度下表面形貌的变化，以及其温度相关的应力诱发的马氏体相变对其摩擦性能的影响。在此基础上，进一步研究了SME NiTi合金在不同温度循环往复划痕条件下的摩擦特性。通过实验测量了不同条件下的NiTi形状记忆合金表面的摩擦力和划痕深度；为深入分析SME NiTi合金的摩擦机理，将其摩擦力细分为界面摩擦力和犁沟摩擦力两个组成分项，探讨了往复划痕过程中两个摩擦力分项的变化和竞争情况。本文通过以上的实验研究和分析，得到的主要结论有：
1．在低载荷无磨损的摩擦状态下，SE和SME NiTi合金的表面形貌基本与温度无关，随温度升高没有发生明显变化；而且其表面以粘着摩擦为主的摩擦力也基本与温度无关，随温度升高而变化不大。
2．在高载荷摩擦下，随着温度的升高，由于SE NiTi合金相变应力逐渐增大，其表面产生的划痕变得更窄更浅，其表面以犁沟摩擦为主的摩擦力随着温度的升... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-9 |
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第1章 绪论 |
9-29 |
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1.1 NiTi形状记忆合金的研究历史 |
9-10 |
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1.2 NiTi合金的特性 |
10-15 |
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1.2.1 形状记忆效应 |
12-13 |
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1.2.2 超弹性 |
13-15 |
|
1.3 NiTi合金的应用和研究现状 |
15-17 |
|
1.3.1 NiTi合金的应用领域 |
15-16 |
|
1.3.2 NiTi合金的研究现状和趋势 |
16-17 |
|
1.4 NiTi合金摩擦磨损及其机理的研究 |
17-26 |
|
1.4.1 摩擦 |
17-22 |
|
1.4.1.1 界面摩擦 |
19-20 |
|
1.4.1.2 犁沟摩擦 |
20-22 |
|
1.4.2 磨损 |
22-24 |
|
1.4.3 NiTi合金的摩擦磨损 |
24-26 |
|
1.5 研究意义及内容 |
26-29 |
|
1.5.1 论文的研究意义 |
26-27 |
|
1.5.2 论文的主要研究内容 |
27-29 |
|
第2章 实验方法和材料 |
29-42 |
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2.1 实验材料 |
29-31 |
|
2.1.1 材料选择 |
29-30 |
|
2.1.2 实验样品的制备 |
30-31 |
|
2.2 实验仪器、装置和实验参数 |
31-36 |
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2.2.1 纳米压痕仪 |
31-32 |
|
2.2.2 原子力显微镜 |
32-34 |
|
2.2.3 实验参数 |
34-36 |
|
2.3 原子力显微镜数据、图象分析方法 |
36-38 |
|
2.3.1 表面形貌图象扫描 |
36-37 |
|
2.3.2 摩擦力的测定 |
37-38 |
|
2.4 金刚石针尖正压力常数和扭转刚度的标定 |
38-42 |
|
2.4.1 金刚石针尖正压力常数的标定 |
38-40 |
|
2.4.2 金刚石针尖扭转刚度的标定 |
40-42 |
|
第3章 温度对NiTi合金摩擦特性的影响 |
42-53 |
|
3.1 温度对NiTi合金的微观表面形貌的影响 |
42-45 |
|
3.1.1 超弹NiTi合金 |
43-44 |
|
3.1.2 形状记忆NiTi合金 |
44-45 |
|
3.2 低载下变温前后超弹NiTi合金表面形貌和摩擦力变化 |
45-47 |
|
3.3 高载下温度对超弹NiTi合金摩擦性能的影响 |
47-52 |
|
3.4 小结 |
52-53 |
|
第4章 SME NiTi合金在往复划痕条件下的微观摩擦机理研究 |
53-70 |
|
4.1 SME的应力-应变曲线和摩擦力曲线 |
54-58 |
|
4.1.1 不同温度下SME的应力应变曲线 |
54-55 |
|
4.1.2 SME的反复压痕实验 |
55-57 |
|
4.1.3 变温下SME的摩擦力 |
57-58 |
|
4.2 变温下SME在往复划痕条件下的微观摩擦机理研究 |
58-69 |
|
4.2.1 变温下SME在往复划痕条件下表面形貌的变化 |
58-61 |
|
4.2.2 变温下SME在往复划痕条件下表面摩擦力的变化 |
61-62 |
|
4.2.3 室温下SME在往复划痕条件下的微观摩擦机理研究 |
62-69 |
|
4.2.3.1 SME材料表面的界面摩擦 |
63-65 |
|
4.2.3.2 SME材料表面的犁沟摩擦 |
65-67 |
|
4.2.3.3 室温SME往复划痕条件下界面摩擦和犁沟摩擦的变化和竞争 |
67-69 |
|
4.3 小结 |
69-70 |
|
结论 |
70-71 |
|
致谢 |
71-72 |
|
参考文献 |
72-78 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
78 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.69897 |
