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多孔NiTi基形状记忆合金展现优异的超弹性、阻尼特性、生物相容和生物力学相容性,使得其在硬组织植入材料和能源领域备受大家关注。本文采用低压烧结和真空烧结法制备出多孔NiTi(Nb)记忆合金,系统研究Nb含量和热处理对其微观结构、相变行为、力学性能和超弹性行为的影响规律及机理。理论分析表明,多孔NiTi记忆合金孔隙率小于31.4%时,其超弹性行为应该为具有明显的斜应力诱发平台的应力-应变曲线;当孔隙率大于31.4%或者孔洞不为圆形闭孔时,多孔NiTi合金表现出线性超弹性,且超弹性应变较小。实验结果得出,多孔NiTi形状记忆合金的双屈服平台出现的临界点大概是孔隙率为30%和34%之间,这和理论分析结果高度吻合。研究结果表明,两种不同制备方法和烧结温度,Nb元素在多孔NiTiNb合金的存在形式和形态都不同,且表现出的孔隙形状、马氏体相变和超弹性行为也完全不同。1050℃低压烧结温度下,随着Nb元素含量的增加,孔隙为圆形闭孔,Nb元素在合金的固溶度增加,共晶组织和β-Nb相不断增加及粗化,多孔NiTiNb合金的可恢复应变与线性恢复应变的趋势都是先降低后增加,为典型的宽滞后记忆合金,其中多孔Ni46Ti43Nb11合金表现出较优的线性超弹性(4%左右)。在1125℃真空烧结温度下,孔隙为不规则形状,多孔NiTiNb合金的相有B2相、(Ti,Nb)2Ni相和β-Nb相,没有出现共晶组织,为窄滞后记忆合金。研究还发现,经过固溶和时效处理后,能明显改善多孔NiTiNb记忆合金的力学性能和超弹性。热处理后,低压烧结制备的多孔Ni46Ti43Nb11合金表现出优异的线性超弹性行为,室温下超过5%的超弹性应变,且弹性极限高达900MPa,为相同孔隙率下多孔NiTi合金的3倍;真空烧结制备的多孔Ni48Ti48Nb4合金经热处理后展现出与多孔NiTi合金相似的超弹性行为,且室温超弹性应该也高达5%左右。