



 




TS. 

 2014
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

 3
 3
            
 4
 4
 4
 5
 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

i liu 60
3.2.2. Thit b tru hóa thành phn và thit b ho
 Ti 61
3.2.3. Thit b ép n hp b- 63
3.2.4. H thng thit b phn ng SHS 63
 65
 66
 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

SHS:         -propagating High-temperature
Synthesis)
MA: 
VS: 
SMAs: Shape Memory Alloys)
RS: 
HIP: Hot Isostatic Pressing)
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

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

ix
 
Bng 1.1. Mt s tính chc. 7
Bng 1.2.  xp 8÷60% 8
Bng 2.1. Mt vài hp chc . 33
Bng 3.1.  thut ca kính hin t quét Hitachi S-4800 58
Bng 4.1. Ch  hoc hn hp b- 68

 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 2.16.  thi gian trong phn ng SHS 32
Hình 2.17.  cháy lan truyng thi trong các phn ng SHS. . 34

. 35
19.
j
C
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


4
g. 61
Hình 3.6. to. 61
Hình 3.7. 62
Hình 3.8. Các chi tit cm tang nghi 62
Hình 3.9. Máy ép thy lc 1000KN. 63
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

b T
p
= (250 ÷ 600)C (hn hp bc hoc). 81
Hình 4.17. Ph phn ng khi c
nhi  T
p
= 500C (hn hp bc hoc). 82
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

 96
Hình 5.7. 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. 98
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

n
= 4,0 108
Hình 5.22. 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
 108

SHS). 110


 113


 114
Hình 5.26.

 115
 116
xvi
. 117
t sng c. 117

 MA. 119
-
MA: 120
. 120
 121

 Vit Nam,  vt liu y sinh hiu phi nhp khu t 
Biorthex Inc., Canada), chúng rt; nhu cu thay th rt ln làm
cho các chi phí y t u. Do vy vic ch ng tip cn công ngh sn xut
 là mng  phù hi cn thit.
 chính là mt trong nhng lý  tài Nghiên cu ch to vt
lii h NiTi u kin thí nghim Vi tài
 s trong vic ch to vt liu y sinh, thay th các nhp ngoi.
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.

kim CuAl nh nhit tt nht, cho phép s dng  nhi cao, phm vi
nhi chuyn bin pha Mactenxit  Austenit t n +200C [56]. Hp kim
CuZnAl có phm vi nhi chuyn bin pha t n +200C [22].
ch to vt liu i  là: nu chy, làm
ngui nhanh (RS) [45,66], hc phi
hp gi]. Vt liu sii  c
ng dng trong rt nhi  c. Chng hn,     làm các dng c
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

2
, Ni
3
Ti, Ni
4
Ti
3

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