扩散退火对NiTi/NiTi爆炸复合板相变行为的影响

扩散退火是一种热处理工艺，它通过高温扩散过程使材料内部的原子发生迁移，从而使合金或复合材料中的化学成分、微观组织和性能发生改变。在本研究中，扩散退火被应用于NiTi/NiTi爆炸复合板，以研究其对相变行为的影响。 研究中使用的NiTi形状记忆合金是一种具有独特功能性质的材料，它主要因其形状记忆效应和超弹性而受到关注。形状记忆效应是指材料在受到外力变形后，在加热至一定温度时可以恢复到原始形状。超弹性指的是材料在去除外力后能迅速恢复原状的能力。这些性质使得NiTi合金广泛应用于航空航天、医疗设备、机械等领域。 在研究中，采用的爆炸焊技术是将两种不同成分的NiTi形状记忆合金板通过爆炸产生的高压冲击波使金属发生高速碰撞，并在接触面上产生塑性变形，实现牢固冶金结合的技术。这种方法可以制备出不同成分的大块NiTi复合板。 扩散退火处理是在高温真空条件下，通过控制扩散时间对复合板进行热处理。通过这一过程，可以促进合金板之间的原子扩散，从而实现成分连续变化。实验中的扩散退火温度设定为850℃，时间范围从1小时至12小时不等。 差示扫描量热法（DSC）是分析材料热力学性质的一种技术，它可以在控制温度变化的同时测量材料与参比物的热流差。在这项研究中，DSC用于分析复合板扩散退火前后的相变行为，结果显示，在降温过程中，复合板展现出两独立的放热和吸热峰，分别对应于不同成分NiTi板的马氏体正逆相变。而在扩散退火处理后，复合板的DSC曲线在原有的相变峰之间出现了一个对应界面区域的相变峰，且这一相变峰的面积随退火时间的延长而逐渐增大。当退火时间为12小时时，DSC曲线上的相变峰变为单一峰，相变温度范围变宽。 金相显微镜观察显示，扩散退火处理后的复合板界面组织良好，说明扩散退火有利于消除材料中的微观缺陷，提高复合板的性能。 X射线衍射（XRD）分析用于确定材料的晶体结构。实验通过砂纸磨去复合板表面不同厚度，分析了复合板的相组成，进一步确认了扩散退火对NiTi/NiTi爆炸复合板成分连续性的影响。 通过爆炸焊和扩散退火技术，成功制备了具有成分连续变化的NiTi复合板，并通过DSC和XRD等技术分析了其相变行为。研究结果表明，扩散退火可以显著影响复合板的相变特性，为NiTi合金的宏观成分不均匀体系研究提供了新视角，并为形状记忆合金在不同应用领域中的设计和优化提供了理论依据和技术支持。