4D打印PLA和CF/PLA蜂窝结构参数对形状记忆性能的影响 被引量：1

1

作者 张宪超 刘少岗 +2 位作者 王鹏飞 王心悦 邱丹丹 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第3期112-117,126,共7页

随着3D打印技术的完善及其与智能材料和智能结构的合理结合,4D打印技术快速发展,4D打印形状记忆聚合物智能结构已成为工程研究的前沿。其中,蜂窝结构以其轻质高强、隔热缓冲等优势,广泛应用于航空航天、建筑、汽车等领域。将蜂窝机械结... 随着3D打印技术的完善及其与智能材料和智能结构的合理结合,4D打印技术快速发展,4D打印形状记忆聚合物智能结构已成为工程研究的前沿。其中,蜂窝结构以其轻质高强、隔热缓冲等优势,广泛应用于航空航天、建筑、汽车等领域。将蜂窝机械结构与熔融沉积成型(FDM)3D打印工艺相结合,通过4D打印制备聚乳酸(PLA)以及碳纤维增强聚乳酸(CF/PLA)蜂窝结构样件,对样件实施弯曲变形,探索蜂窝结构参数对两种样件形状记忆性能的影响。结果表明,样件弯曲变形时,应力施加在蜂窝结构的不同位置会使形状恢复率相差约8%,形状恢复时间相差8~10 s;随着蜂窝结构胞元壁厚的降低,形状恢复率逐渐增大,形状恢复时间逐渐减少;弯曲变形程度的增大导致形状恢复率降低,形状恢复时间增加;随蜂窝胞元角度增加,形状恢复率先升高后降低,形状恢复时间先减少后增加,且当胞元角度为60°时形状恢复性能最好;在相同条件下PLA的形状恢复率比CF/PLA更高,但CF/PLA形状恢复时间相较于PLA更短。上述结果为进一步探索PLA蜂窝智能结构与3D打印技术的结合以及PLA材料4D打印的深入研究提供一定的借鉴。 展开更多

关键词 4D打印 蜂窝结构 聚乳酸 碳纤维增强聚乳酸 形状记忆 形状恢复率

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4D打印结构参数对负泊松比蜂窝结构PLA材料形状记忆性能的影响

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作者 张宪超 刘少岗 +2 位作者 王鹏飞 王心悦 邱丹丹 《工程塑料应用》 北大核心 2025年第6期96-102,共7页

随着3D打印技术和智能材料的完善,使得4D打印技术快速发展。采用熔融沉积成型(FDM)技术制备聚乳酸(PLA)和碳纤维增强聚乳酸复合材料(CF/PLA)负泊松比蜂窝结构工件,利用材料的热响应机制,使用模具对工件施加弯曲变形,然后通过改变结构单... 随着3D打印技术和智能材料的完善,使得4D打印技术快速发展。采用熔融沉积成型(FDM)技术制备聚乳酸(PLA)和碳纤维增强聚乳酸复合材料(CF/PLA)负泊松比蜂窝结构工件,利用材料的热响应机制,使用模具对工件施加弯曲变形,然后通过改变结构单元的个数奇偶性排列、壁厚尺寸、角度以及工件弯曲变形程度,探索结构参数对工件形状记忆性能的影响规律,并进一步建立起结构参数与负泊松比蜂窝结构相对密度的关系,进而揭示负泊松比变化对工件4D形状记忆性能的影响规律。结果表明,结构单元奇偶个数的不同会导致弯曲变形点位置不同,进而导致形状记忆性能发生变化,当弯曲变形发生在负泊松比结构长边时,工件的形状恢复率较高,形状恢复速度较快;随着结构单元壁厚的增加,结构相对密度增大,负泊松比减小,导致工件形状恢复率降低,形状恢复时间也相应地延长;随着结构单元角度增加,工件的形状恢复率变化范围较小,但由于结构相对密度减小,负泊松比增大,形状恢复率依然表现出升高的趋势,形状恢复时间缩短;弯曲变形程度增大,导致工件形状恢复率降低,形状恢复所用时间增加。保持各结构参数不变的情况下,PLA的形状恢复率相较于CF/PLA更高,但形状恢复时间更长。 展开更多

关键词 4D打印 负泊松比 聚乳酸 碳纤维增强聚乳酸复合材料 形状恢复率 形状恢复时间

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退火温度对ECAP挤压两道次Fe基形状记忆合金微观组织的影响 被引量：3

3

作者 张伟 李宁 +2 位作者 文玉华 黄姝珂 胥永刚 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期102-106,共5页

对不同退火温度时ECAP两道次Fe17.80Mn4.73Si7.80Cr4.12Ni合金的微观组织进行分析,研究变形后组织对形状恢复率的影响机理.研究结果显示,ECAP挤压后300 ℃退火,合金恢复率只有33%,提高退火温度,形状恢复率迅速升高,最佳退火温区600～650... 对不同退火温度时ECAP两道次Fe17.80Mn4.73Si7.80Cr4.12Ni合金的微观组织进行分析,研究变形后组织对形状恢复率的影响机理.研究结果显示,ECAP挤压后300 ℃退火,合金恢复率只有33%,提高退火温度,形状恢复率迅速升高,最佳退火温区600～650 ℃,此时恢复率高于固溶态试样.TEM分析显示挤压后晶粒明显细化,但是较低温度时,退火晶粒中包含大量的位错和亚结构,不利于肖克莱不全位错的滑移,导致恢复率很低.500 ℃退火时变形组织已经部分回复,晶内位错仍然存在,但是数量已大大减少,开始出现一些低位错密度的区域.600～650 ℃之间退火时,变形带来的位错等回复完成,层错组织仍存在,恢复率达到最大值.700 ℃退火30 min后晶粒再结晶完成,新生成晶粒在0.3～2.5 μm左右,固溶态试样晶粒100 μm,相比晶粒明显细化. 展开更多

关键词 ECAP 形状恢复率 退火温度 细化

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CuZnAl形状记忆合金的电阻点焊研究 被引量：2

4

作者 陈希章 雷玉成 +1 位作者 司乃潮 潘励 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2003年第5期33-36,共4页

采用电容贮能点焊焊接方法 ,研究了CuZnAl形状记忆合金的焊接性能。运用金相观察、拉伸、扫描电镜等方法 ,对焊接接头的力学性能 ,形状恢复率等进行了试验研究 ,并研究了热处理对焊接接头力学性能和形状恢复率的影响 ,给出了获得较高形... 采用电容贮能点焊焊接方法 ,研究了CuZnAl形状记忆合金的焊接性能。运用金相观察、拉伸、扫描电镜等方法 ,对焊接接头的力学性能 ,形状恢复率等进行了试验研究 ,并研究了热处理对焊接接头力学性能和形状恢复率的影响 ,给出了获得较高形状恢复率接头的焊接工艺。试验结果表明 ,焊后热处理能够细化CuZnAl形状记忆合金的晶粒组织 ,在一定程度上提高了合金的综合力学性能 ,经一定冷热循环次数后 。 展开更多

关键词 铜锌铝合金 形状记忆合金 电阻点焊 形状恢复率 焊接接头 力学性能

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形变时效对FeMnSiCrNi系形状记忆合金组织和性能的影响 被引量：1

5

作者 杨军 李宁 +1 位作者 文玉华 王杉华 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期145-148,共4页

为了提高FeMnSiCrNi系形状记忆合金的形状记忆效应和回复应力，通过SEM、TEM分析，研究形变时效对Fe17Mn5si8Cr5M0．5NbC合金组织和性能的影响。结果表明，Fe17Mn5Si8Cr5Ni0．5NbC经过10％的变形后，由于产生大量的悱界面和层错，有利... 为了提高FeMnSiCrNi系形状记忆合金的形状记忆效应和回复应力，通过SEM、TEM分析，研究形变时效对Fe17Mn5si8Cr5M0．5NbC合金组织和性能的影响。结果表明，Fe17Mn5Si8Cr5Ni0．5NbC经过10％的变形后，由于产生大量的悱界面和层错，有利于随后时效过程碳化物弥散均匀的析出，形成的碳化物的尺寸比不变形时效的更小，数量更多，提高了基体的强度，抑制了不可逆塑性变形的发生，同时，形成的层错在时效后部分保留下来，为应力诱发ε马氏体提供了更多的形核核心，从而提高合金的形状记忆效应和回复应力。变形后时效的形状恢复率比未变形时效的提高22％-40％，加热时的最大回复应力提高35％-143％，室温回复应力提高10％-38％。 展开更多

关键词 形变时效 碳化物 形状记忆合金 形状恢复率 恢复应力

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脉冲电场对FeMnSiCr形状记忆合金凝固组织及形状记忆效应的影响 被引量：2

6

作者 刘兴江 陈绍红 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1661-1663,共3页

研究了脉冲电场对FeMnSiCr合金凝固组织和形状记忆效应的影响。发现脉冲电场作用于FeMnSiCr合金凝固过程将使合金凝固组织的晶粒得到细化,分析认为柱状晶的存在使形状记忆效应明显提高。在脉冲电压为250V、频率为3Hz的条件下,贴近极冷区... 研究了脉冲电场对FeMnSiCr合金凝固组织和形状记忆效应的影响。发现脉冲电场作用于FeMnSiCr合金凝固过程将使合金凝固组织的晶粒得到细化,分析认为柱状晶的存在使形状记忆效应明显提高。在脉冲电压为250V、频率为3Hz的条件下,贴近极冷区,FeMnSiCr合金的形状记忆效应最好。 展开更多

关键词 FeMnSiCr合金 脉冲电场 形状恢复率

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Cu基形状记忆合金的电阻点焊连接工艺研究 被引量：1

7

作者 陈希章 雷玉成 +1 位作者 司乃潮 刘宁 《甘肃工业大学学报》 北大核心 2003年第4期15-18,共4页

采用金相观察、拉伸、扫描电镜等方法,研究了CuZnAl形状记忆合金交流点焊焊接接头的机械性能、形状恢复率等,并研究了热处理和焊接工艺参数对焊接接头机械性能和形状恢复率的影响,给出了获得较高形状恢复率接头的焊接参数.焊后热处理能... 采用金相观察、拉伸、扫描电镜等方法,研究了CuZnAl形状记忆合金交流点焊焊接接头的机械性能、形状恢复率等,并研究了热处理和焊接工艺参数对焊接接头机械性能和形状恢复率的影响,给出了获得较高形状恢复率接头的焊接参数.焊后热处理能够细化CuZnAl形状记忆合金的晶粒组织,在一定程度上提高了合金的综合机械性能,一定冷热循环次数后,焊接接头形状恢复率达到较高水平并趋于稳定. 展开更多

关键词 CU基形状记忆合金 电阻点焊连接 机械性能 形状恢复率 焊接参数

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4D打印工艺参数对聚乳酸形状记忆特性的影响 被引量：3

8

作者 刘少岗 李日中 +1 位作者 王心悦 邱丹丹 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期51-56,62,共7页

4D打印的快速发展拓宽了形状记忆聚合物(SMPs)的应用领域。聚乳酸(PLA)作为一种形状记忆聚合物,凭借其显著的形状记忆特性广泛应用于4D打印。但目前对于PLA形状记忆聚合物打印时工艺参数与形状记忆特性之间的联系还并没有很好地建立起... 4D打印的快速发展拓宽了形状记忆聚合物(SMPs)的应用领域。聚乳酸(PLA)作为一种形状记忆聚合物,凭借其显著的形状记忆特性广泛应用于4D打印。但目前对于PLA形状记忆聚合物打印时工艺参数与形状记忆特性之间的联系还并没有很好地建立起来。通过4D打印技术分析了顶层与底层数、填充率、模型厚度、模型弯曲程度、模型打印方向和赋形温度对PLA模型形状记忆特性的影响,为有效得到各参数对PLA模型形状记忆特性的影响规律,对4D打印完成后的模型进行形状弯曲恢复实验,模型的形状恢复率与形状恢复时间作为影响的评价标准。结果表明,顶层与底层数、填充率的增加均提升了PLA模型的形状恢复率,模型厚度的增加使得恢复率呈现先上升后下降的趋势,弯曲程度的增大会降低模型形状恢复率,侧式打印的模型恢复程度最好,赋形温度的改变也会影响模型形状记忆特性;从恢复时间来看,顶层与底层数、填充率的增加均会延长形状恢复时间,模型厚度与模型弯曲程度的增加也会延长形状恢复时间,平式打印的恢复时间最短,而赋形温度的变化对恢复时间影响不大。 展开更多

关键词 聚乳酸 4D打印 形状记忆聚合物 形状恢复率 形状恢复时间

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Fe-Mn-Si合金形状记忆性能的改善 被引量：3

9

作者 刘汉强 陈继勤 程饴萱 《机械工程材料》 CAS CSCD 1993年第4期46-48,共3页

主要研究了Fe-Mn-Si合金的形变温度、形变度对形变恢复率的关系。结果表明,当形变大于1.5%以后,记忆恢复率明显下降。但经热机械循环处理后合金的形状记忆性能得到明显改善。X射线衍射等分析得出,记忆性能的改善主要是由于形变诱发的ε... 主要研究了Fe-Mn-Si合金的形变温度、形变度对形变恢复率的关系。结果表明,当形变大于1.5%以后,记忆恢复率明显下降。但经热机械循环处理后合金的形状记忆性能得到明显改善。X射线衍射等分析得出,记忆性能的改善主要是由于形变诱发的ε马氏体增多。 展开更多

关键词 形状恢复率 形状记忆合金 FeMnSi

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时效工艺对TiNi合金相变及形状记忆效应的影响 被引量：2

10

作者 洪淑兰 严文 王瑛 《兵器材料科学与工程》 CSCD 北大核心 1996年第4期30-33,共4页

研究了固溶、时效及热循环对富镍ＴｉＮｉ合金相变及形状记忆效应的影响。结果表明，固溶及５５０℃以上温度时效，在升降温中只发生马氏体相（Ｍ）和母相（　）的可逆相变，热循环可获得Ｒ相（菱面晶结构）相变，而３５０～５００℃时... 研究了固溶、时效及热循环对富镍ＴｉＮｉ合金相变及形状记忆效应的影响。结果表明，固溶及５５０℃以上温度时效，在升降温中只发生马氏体相（Ｍ）和母相（　）的可逆相变，热循环可获得Ｒ相（菱面晶结构）相变，而３５０～５００℃时放出现Ｒ相变。随时效温度升高，马氏体相变开始温度（Ｍｓ）、Ｒ相变开始温度（Ｍｓ＇）、马氏体逆转变为母相的开始温度（Ａｓ）呈先升后降的趋势，并在４００～４５０℃有最大值。其形状恢复率是固溶处理的小于时效处理的，而在３５０～５５０℃时效形状恢复率较高，且高于经同样固溶及时效工艺处理的富钛ＴｉＮｉ合金。 展开更多

关键词 镍钛合金 时效工艺 相变 形状恢复率 合金

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4D打印参数对三层结构聚合物形状恢复性能的影响

11

作者 王鹏飞 刘少岗 +1 位作者 张宪超 刘泽鹏 《工程塑料应用》 2025年第8期122-128,共7页

形状记忆聚合物(SMPs)是一种能够根据外界刺激而产生形变的智能材料,因其自适应、自修复特性而被广泛应用于4D打印中。通过4D打印技术对不同聚合物进行三层结构打印,分析了填充图案、弯曲程度以及打印速度3个参数对多层结构聚合物形状... 形状记忆聚合物(SMPs)是一种能够根据外界刺激而产生形变的智能材料,因其自适应、自修复特性而被广泛应用于4D打印中。通过4D打印技术对不同聚合物进行三层结构打印,分析了填充图案、弯曲程度以及打印速度3个参数对多层结构聚合物形状记忆性能的影响。用4D打印将模件打印出来进行弯曲恢复实验,将模件的形状恢复率作为评价标准。实验采用了T-P-T[即第一层为聚氨酯(TPU),第二层聚乳酸-碳纤维(PLA-CF),第三层为TPU]和PT-P(即第一层为PLA-CF,第二层TPU,第三层为PLA-CF)两种打印结构。结果表明,最外层材料很大程度上决定了打印件的形状恢复性能,随着夹层TPU层数的增加,模件P-T-P的形状恢复率呈逐渐增加的趋势,而模件T-P-T中夹层PLA-CF的层数超过10层后其形状恢复率开始出现下降的趋势;填充图案对打印模件形状恢复率的影响在于:填充图案为内六角时模件的形状恢复率最高,而填充图案为网格时模件的形状恢复率最低;随着弯曲程度的增加,两种打印模件T-P-T和P-T-P的形状恢复率都逐渐下降,弯曲程度由135°增加到180°时,打印模件P-T-P的形状恢复率下降最快,而三个弯曲角度(90°,135°,180°)下打印模件T-P-T的形状恢复率都在90%以上;P-T-P打印模件的形状恢复率随着打印速度的增大而减小,模件T-P-T的形状恢复率随着打印速度的增大呈现出先增大后减小的趋势;与T-P-T相比,打印参数对模件P-T-P形状恢复率的影响更大。上述结果对进一步分析三层结构与4D打印技术结合的深入研究提供了一定借鉴。 展开更多

关键词 形状记忆聚合物 4D打印 三层结构 形状恢复率 形状记忆性能

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随机后热处理对TiNi记忆合金精密脉冲电阻对焊接头性能的影响 被引量：5

12

作者 赵熹华 韩立军 赵蕾 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期1-4,共4页

采用拉伸测试、SEM、TEM和定点成分能谱分析等手段研究了随机后热处理对TiNi形状记忆合金精密脉冲电阻对焊焊接接头力学性能、形状恢复率的影响 ,并对影响接头力学性能和形状恢复率的接头组织和形貌进行了研究 ,得出了获得具有较高形状... 采用拉伸测试、SEM、TEM和定点成分能谱分析等手段研究了随机后热处理对TiNi形状记忆合金精密脉冲电阻对焊焊接接头力学性能、形状恢复率的影响 ,并对影响接头力学性能和形状恢复率的接头组织和形貌进行了研究 ,得出了获得具有较高形状恢复率接头的焊接参数 ,从微观角度揭示了随机后热处理提高接头形状恢复率的内在原因 ,为TiNi形状记忆合金的开发和应用提供了基础 。 展开更多

关键词 TINI形状记忆合金 随机后热处理 形状恢复率 抗拉强度 焊接接头 电阻焊

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不同固溶处理温度下的FeMnSiCrNi合金的微观组织分析

13

作者 李俊良 沈英明 杜彦良 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A08期3239-3241,共3页

利用金相显微镜、X射线衍射仪和力学测试等手段研究了Fe30Mn6Si4Cr5Ni形状记忆合金在不同固溶处理温度的金相组织和形状记忆机制。试验结果表明，形状恢复率随着固溶处理温度的升高而提高，固溶处理温度约为1000℃时达到最大值，随后恢... 利用金相显微镜、X射线衍射仪和力学测试等手段研究了Fe30Mn6Si4Cr5Ni形状记忆合金在不同固溶处理温度的金相组织和形状记忆机制。试验结果表明，形状恢复率随着固溶处理温度的升高而提高，固溶处理温度约为1000℃时达到最大值，随后恢复率随着固溶处理温度的进一步升高而降低。研究结果还表明，形变过程中产生的形变孪晶是铁基合金形状记忆效应产生的来源之一。 展开更多

关键词 FeMnSiCrNi形状记忆合金 固溶处理温度 形状恢复率 金相分析 物相分析

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