i

i dung bn lun án này là công trình nghiên cu ca tôi, các s liu và
kt qu là trung thc công b  công trình nào ho i dng
lun án.



ii


           i hc,
i hc Bách Khoa Hà N
ng ý ki trong sut quá trình hc t

 c kt qu nghiên cu này, ngoài s c gng và n lc ca bn thân, 


ng dtrong sut th

 xin chân thành c tài Khoa hc và Công ngh cp
B-01- t c các s liu thc nghim, hoàn thành
lun án.
T , tu kin ca bn bè; s ng viên,
to mu kin v vt cht, tinh thn ci thân trong sut th

T xin chân thành ci s 


 6
 10
ng d 10
 11
 12
 12
              
thiêu kt trong chân không 13
c 13
n ng nhi cao t lan
truyn 14
iv
t xung plasma 15
 15

 17
 18
U
 19
 19
t lii 19
 24
 25

28
 28
 29
 30
 30
 31

 67
 67
 67
4.1.2. Tính toán phi liu 68
4.1.3. Hoc/trng u hóa thành phn. 68
 70
4.2. Phn ng SHS 71


MA
< 1,5h 71
4.2.1.1. Hing 71
4.2.1.2. Kt qu phân tích thành phn pha 73
u hn hp bc ho
gian t
MA
 1,5h) 78
4.2.2.1. Hing 78
4.2.2.2. Kt qu phân tích thành phn pha 80
4.2.3.  xp, hình thái l xn ng SHS 83
4.2.3.1. Mt ct, mt gy ca sn ph
pháp SHS 83
 x 87
 91
vi

 93
p SHS  MA
93
5.1.1. Các tính chc c

CF-HIP: Capsule Free-Hot Isostatic Pressing)
CS: Conventional Sintering)
SPS: Spark Plasma Sintering)
SIM:  (Stress-Induced Mactenxit)
SSR: Solid State Reaction)
MIM: Melting Injection Mold)
MA: Mechanical Activation)
EDX:       -ghen (Energy Dispersive X-ray
Spectroscopy)
SEM: 
XRD: -ghen (X-ray Diffraction)
DSC: 
 i hc Bách Khoa
PTN: Phòng thí nghim
2. C
A: Pha Austenit
M: Pha Mactenxit
B2: 
 ng 
M
t
: Song tinh Mactenxit
M
d
: 
M
s
: 
M
f


Mf
: 

Ms
: 

Af
: 

As
: 
T: 
T
c
: 
T
ig
: 
T
0
: 
T
p
: 
T
ad
: 
k: 
k


 109
 111
. 118
. 118
. 118 x

Hình 1.1. Tháp chuông vi các dây ch. 6
Hình 1.2. Gi trng thái Ni  Ti. 7
NiTi 9
Hình 1.4.p b
t chân không. 13
Hình 1.5.t liu NiTi xp b
hc. 14
Hình 1.6.p bn ng nhi
cao t lan truyn. 15
                
plasma. 16

17
Hình 1.9.p b
 17
 ng cong ng sut  bin dng ca vt lii 19

vt lii. 20
u ng nh hình ca vt li
. 21

p
(P
j

ad

. 37

. 43

. 43
 44
nh 2.23.
 46
nh 2.24.                
 46


p
= 200. 47
 ng crn nhin ng
SHS khi ch to vt liAl
2
O
3
47
Hình 2.27.a nhi cháy và thi gian m
. 48
Hình 2.28.  th nhi 49
xii

Hình 3.10.  nguyên lý h thng thit b thí nghim thc hin phn 
 64
Hình 3.11. H thng thit b mi la kích hot phn 
 65
Hình 3.12. Tng hp h thng thit b thí nghim thc hin phn n tr ng
ngang và các thit b u khin, hin th + h thng cp khí Argon bo v + h thng mi
la bng cun dây W do nhóm nghiên c 65
 66
Hình 4.1. Kt qu phân tích EDX và nh SEM ca bt Ni và Ti nguyên liu. 67
Hình 4.2. - 69
Hình 4.3. Ph XRD hn hp b-t c 2h. 70
Hình 4.4. Hình dng m- 70
Hình 4.5. M-a  nhi  T
p
= 450÷550
Ni-Ti ch c trn hoc hoc trong thi gian t
MA
= 0÷1,5h): 72
Hình 4.6. M  T
p
= 600C (hn hp b-
c hoc). 72
xiii
Hình 4.7. nh SEM mt c  
nhi
p
= 600C (hn hp bt Ni-c hoc).
73
Hình 4.8. Ph XRD mi la  nhi T
p

Hình 4.18. Mt ct và mt gy sn ph   
SHSMA. 83
Hình 4.19. Mt ct (d
SHS  MA  các nhi  T
p
> 550C. 84
Hình 4.20. Mt ct d MA
 các nhi  T
p
< 550C. 85
Hình 4.21. Mt c
MA  các nhi  T
p
< 550C. 86
Hình 4.22. nh SEM mt gy d
SHSMA  nhi  T
p
= 250C. 86
Hình 4.23. nh SEM mt gy d
SHS  MA  nhi  T
p
= 300C. 87
xiv
Hình 4.24. nh SEM mt gy d
SHS  MA  nhi  T
p
= 400C. 87
Hình 4.25. nh SEM mt g
pháp SHS  MA  nhi  T
p

Hình 5.8. ng cong ng sut  bin dng m xp 47% sau quá trình
x lý nhit  nhi T
n
= 500C, thi gian x lý t
n
= 4h. 98
Hình 5.9. ng cong ng sut  bin dng m xp 50% sau quá trình
x lý nhit  nhi T
n
= 450C, thi gian t
n
= 4,0h. 99
Hình 5.10. ng cong ng sut  bin dng m xp 55% sau quá trình
x lý nhit  nhi T
n
= 500C, thi gian t
n
= 4,5h. 99
Hình 5.11. ng cong ng sut  bin dng m xp 55% sau quá trình
x lý nhit  nhi T
n
= 500C, thi gian x lý t
n
= 4h khi nén phá hy mu. 100
xv
Hình 5.12. ng cong ng sut  bin dng m xp 50% sau quá trình
x lý nhit  nhi T
n
= 500C, thi gian x lý t
n

= 4h) khi nén phá hy m
 108

SHS). 110


 113


 114
Hình 5.26.

 115
 116
xvi
. 117
t sng c. 117

 MA. 119
-
MA: 120
. 120
 121

 122

1


Hin nay trên th gii, NiTi (còn c gi ph bin vi tên Nitinol) vi các

2
2. 
-   NiTi xp bphn ng
nhi cao t lan truyn (SHS).
- Nghiên cng ca 
 n   xp ca h vt liu i NiTi xp  bng
  MA.
- Nghiên cng ca x lý nhin các tính chc vt liu
i NiTi xp  bg pháp SHS  MA.

Vt lii NiTi xp vi mng dng làm vt liu y sinh (ming
t sng công ngh  và các tính chc.

- Nghiên cu  lý thuyt các vt lii.
- Nghiên cu  lý thuyt và các công ngh  vt liu NiTi xp.
- Kt hp nghiên ci thc nghim trên các thit b hi
pháp phân tích, kim tra và  i chng

-




-
 
               


-



Kt lun
Tài liu tham kho
Danh m


4
CH NiTi

1.1. 
Si, hay c gi là gi i, là bin di  tác dng ca
ng suc gây nên bi quá trình chuyn bin pha Austenit  pha Mactenxit ca mng
tinh th  mt nhi nh  không có hiu ng khuch tán. Hing này
c th hin rõ trong các vt liu nh hình. Thay vì kéo giãn các liên kt hoc thêm vào
các lch trong mng tinh th, si gây nên bi chuyn ng thun
nghch ca biên gii min trong quá trình chuyn bin pha. Bin dng có th c
phc hi do quá trình nung nóng ngay c khi biên gii min b hãm li. Sau khi dt
liu  hi có th  hình d,   bin dng
i ln [26].
i
-.
-.
-i Ni NiTi.
1.1.1. V
Vt liu  i  ( CuAlNi, CuZnAl, CuZr, CuAlMn,
CuAlZnMn, CuAlBe, CuAlBeB) c rt nhiu s quan tâm nghiên cu
bi kh c hi li  tt, t và ni bt là kh m chn, giá
thành th tn. Ngoài ra, vt lim
v tính dn và dn nhit tt [70,76].
Tuy nhiên, nhng ng dng thc tin ca vt liu này vn còn b hn ch b n

ng bc hi pht b dng ni cho
các ng Cu và Al, làm các b u chnh theo t l u khi[51].
1.1.2. V
Bên cnh vt liu i , lii  (FeMn
Si, FeMnSiCrNi) c s quan tâm rt ln ca các nhà nghiên cu trong
khong ba thp k g  có tim  trong k thu r nht
trong s các loi vt liu có kh c bit này. ng s lu
tiên phát hin hiu ng    hi vt liu này    Fe30%Mn1%Si
(theo trng)  
tinh thMarakumi và các cng s [67]. Kh phc hi hoàn toàn
 dng ca vt ling không quá 2% [38]. Vt liu này có kh c,
t tt [21] vt liu i
, các ng dng ca vt liu  b gii hn do khng riêng ln. Nhi
chuyn bin pha ca  i cao (120 ÷ 200)n nay, vt li
hi  c s dng ph bi là FeMnSi, thành phn (28 ÷ 34)%Mn, (4 ÷
6,5)%Si tính theo trng. Ngoài ba nguyên t chính này, còn có th thêm các
nguyên t  ci thin mt s tính cht ca chúng (ví d  Cr, Ni, ). Vic 
nguyên t Cr nhm mi thi bn mòn. Tuy nhiên, nhi chuyn bin pha
6
M
s
gim khi ng Cr n s to thành . Ni s hn ch s hình thành
 i thin tính i ca vt liu này [49]. Vt li
c ng dng trong mt s c nhnh, ch yu trong c kt
cu xây dng dân dng. Chúng có th  ch to các thit b h tr trong các kt cu
k thut xây dng phòng cht cho các nhà cao tng vi nguyên lý làm vi
trên hình 1.1; ng d hi phc li các vùng b gy trong kt cu cng cao tc;
ng dng trong kt cu bê tông ct thép d ng lc [46]
 y ch to vt lii h : nu chy,
hc (MA), thiêu kt ng (CS)


4
Ti
3
 kt hp ca 2 pha NiTi
2
và Ni
3
Ti).
NiTi


Hình 1.2. Gi trng thái Ni  Ti [5].
Bng 1.1. Mt s tính chc ca c [27].
Tính cht
Pha Austenit
Pha Mactenxit
i, GPa
30 ÷ 83
21 ÷ 41
Gii hn chy, MPa
195 ÷ 690
70 ÷ 140
Gii h
895 ÷ 1900
895 ÷ 1900
 dãn dài ti thm phá hy, %


Kh c hi bin dng, %

ng sut , MPa
Trên 400
Khong nhi chuyn bin pha, K
73 ÷ 243
-c s dng ph bi ch
to vt liu NiTi xp và vt liu dc ng dng ch y
Mt nhnhNiTi
t liu y sinh: 
 803÷600m,


12÷20GPa)c (
3GPa) [20].

 NiTi

9
1- Kh c hi li hình dc din ra mt
cách thun tim bi các kh
2- i v so vi các loi vt liu c
 và titan.
3- V  vt liu NiTi xp có kh i h bn cao (tránh
c bin dng phá h cng thp (tránh c phn  dai
p cao (tránh v  vng);
4- Khi  dng x  phát
trin vào các l xp ca mim nhân to và to nên liên kt gia mim
nhân to v

.NiTi[3]:
a- SHS (65