質子輻照TiNi合金的馬氏體相變與功能特性.pdf

1、本文主要通過TRIM軟件模擬計算質子在TiNi合金內的質量與能量沉積分布,并利用空間輻照綜合模擬系統進行質子輻照TiNi合金實驗,利用DSC、XRD、TEM、納米壓痕測試、電化學測試和四點探針法等研究了質子輻照對TiNi合金相變行為、組織結構、力學行為、耐腐蝕性能和電阻率的影響,闡明質子輻照對TiNi合金馬氏體相變行為影響的機制。
　　模擬計算表明,隨輻照質子能量的增大質子在合金中的射程逐漸增大;高能質子在合金中能量沉積分布過程可

2、分為離子化過程、聲子過程以及空位-間隙原子過程,其中離子化過程為主要耗能方式,并且隨輻照質子能量的增加其比例會逐漸增大;Frenkel缺陷對形成的最密集區(qū)域和質子沉積的最集中區(qū)域大體相同,經分析可知缺陷對的形成可能是對合金性能變化的主要原因。
　　經150keV質子輻照后,在馬氏體逆相變過程中出現兩步相變,并隨著輻照劑量增大第二步相變的吸熱峰往高溫方向偏移;當能量增加到130keV以上時馬氏體逆相變出現兩步相變。降溫過程的馬氏體相

3、變均為一步相變。第二次熱循環(huán)測試時馬氏體逆相變變?yōu)閱尾较嘧儭?br>　　組織結構分析表明,(111)晶面所對應的衍射峰隨著輻照劑量和能量的增加均向高角度方向發(fā)生偏移;分析認為在合金輻照層能引入壓應力導致輻照層和基體相變分步進行,造成馬氏體逆相變過程的兩步相變;升溫過程釋放了應力,降溫過程馬氏體相變?yōu)閱尾较嘧?第二次熱循環(huán)馬氏體逆相變也為單步相變。輻照能量在90keV至170keV范圍內TiNi合金組織形貌無明顯變化。
　　功能特性

4、測試表明,輻照層的納米顯微硬度H和模量M隨輻照質子的能量或劑量增加逐漸升高,輻照導致合金表面硬化;質子輻照后TiNi合金的自腐蝕電位顯著降低,自腐蝕電流密度明顯提高,表明輻照后合金表面耐腐蝕性能顯著降低;輻照試樣的輻照面和未輻照面的耐腐蝕性有一定差異,輻照面耐腐蝕性的下降更顯著;退火處理可以提高輻照層的耐腐蝕性能,其原因是由于退火消除了輻照層的應力和降低了輻照層的點缺陷的數量。輻照層的面電阻隨著輻照劑量或能量的增大逐漸增大,原因在于輻照