[發明專利]一種TiMo-NiTi大類線彈性復合板及其制備方法

有效

• 申請號: 202110410765.2
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113352707B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 郭順;吳亭慧;沈寶國;王威;劉光磊;劉海霞;程曉農
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B38/00;B32B38/16;B32B37/06;B32B37/10
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

1.一種含Mo夾層的TiMo-NiTi大類線彈性復合板的制備方法，其特征在于：

A)預處理步驟，包括將切割好的TiMo合金板、NiTi合金板和高純Mo板分別進行機械研磨，使TiMo合金板、NiTi合金板和高純Mo板各自的表面平整且呈現出金屬光澤后，再進行清洗，并進行干燥，其中所述TiMo合金板厚度為0.6～1.4mm，NiTi合金板厚度為4.0～6.0mm，高純Mo板厚度為0.15～0.25mm；

B)包套封裝步驟，包括將經過預處理的兩塊TiMo合金板、一塊NiTi芯材和兩塊高純Mo夾層，按照TiMo-Mo-NiTi-Mo-TiMo的順序依次堆疊后封裝在包套中，其中所述包套采用鈦合金制作，包套包括中框、上蓋板和下蓋板，在中框側面預留有抽氣孔，通過抽氣孔對包套抽真空，然后密封包套；

C)疊軋復合步驟，包括將包套好的樣品進行退火熱處理，所述退火熱處理包括加熱至600～700℃保溫0.5h，然后采用雙輥異步軋機對其進行四道次軋制復合，其中第一道次軋制壓下率為50～60％，第二道次軋制壓下率為40～50％，第三道次軋制壓下率為20～30％，第四道次軋制壓下率為10～20％，從而獲得累積變形量為80～90％的帶有包套的層狀復合板；

D)軋后處理步驟，包括將疊軋變形后的層狀復合板與表層的包套分開，從而獲得含Mo夾層的TiMo-NiTi大類線彈性復合板，其包括：

作為內層芯材的NiTi合金板，其中Ni原子百分含量為50.0％～50.5％，

設置在NiTi合金板兩側的、作為中間夾層的高純Mo板，其中Mo質量百分含量＞99.5％，

設置在高純Mo板的外側的、作為外層殼材的TiMo合金板，其中Mo原子百分含量為4.7％～5.8％。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

TiMo合金板、NiTi合金板和高純Mo板是通過利用電火花線切割機將TiMo合金板、NiTi合金板以及高純Mo板的原始板材切割成長方體坯料而獲得的。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述機械研磨包括將切割好的TiMo合金板、NiTi合金板和高純Mo板分別依次在400#、800#和1200#的砂紙上進行機械研磨，

所述清洗包括分別用丙酮和無水乙醇分別對TiMo合金板、NiTi合金板和高純Mo板進行超聲波清洗，

干燥后的TiMo合金板、NiTi合金板和高純Mo板被置于無塵密封袋備用。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述包套采用鈦合金Ti-6Al-4V制作，包套包括中框、上蓋板和下蓋板，在中框側面預留有抽氣孔，

上蓋板和下蓋板的與樣品接觸的表面經過了拋光處理，

所述封裝的操作包括將堆疊后的兩塊TiMo殼材、一塊NiTi芯材和兩塊高純Mo夾層規整地放入包套中框內，并將上蓋板、下蓋板與中框固定、焊合，

所述對包套抽真空的操作包括抽真空至1×10^-2～5×10^-3Pa的真空度范圍。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述軋后處理步驟進一步包括利用電火花線切割機去除疊軋變形后的層狀復合板的兩頭和邊緣的不均勻的部分。

6.用根據權利要求1～5之一所述的制備方法制備的含Mo夾層的TiMo-NiTi大類線彈性復合板。

7.根據權利要求6所述的含Mo夾層的TiMo-NiTi大類線彈性復合板，其特征在于：

TiMo合金完全由無細胞毒性元素組成，具有好的生物相容性，從而作為外層殼材主要賦予TiMo-NiTi大類線彈性復合板好的生物相容性，

TiMo合金板具有的馬氏體相變特性有助于使TiMo-NiTi大類線彈性復合板呈現大的類線彈性變形，

通過將微量的高純Mo板用作TiMo殼層和NiTi芯層之間的過渡層，有效避免了因TiMo和NiTi合金的直接接觸而引發的不良界面反應，

過渡層Mo對于Ti和Ni元素均具有好的結合能力，利于在TiMo-NiTi大類線彈性復合板的層間界面處形成冶金結合，

TiMo-NiTi大類線彈性復合板經過疊軋復合處理，從而借助包括高密度晶界和孿晶的微觀缺陷調控下的馬氏體相變及內部孿晶的可逆移動，使得復合材料具備大的類線彈性。