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公开(公告)号：CN117282979A
公开(公告)日：2023-12-26
申请号：CN202310184331.4
申请日：2023-03-01
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于功能基元调控的高疲劳寿命镍钛形状记忆合金及其4D打印制备方法与应用。所述4D打印制备方法包括零件模型设计、功能基元尺寸确定、大小熔池组合打印工艺设计和4D打印功能基元调控四个步骤，其核心是通过高低激光能量生成大小熔池，小熔池原位调控大熔池的初始功能基元，具体为小熔池的热影响区原位热处理大熔池的胞状晶区，小熔池的芯部重熔大熔池的过渡区和热影响区，获得Ti2Ni纳米晶弥散均匀分布的目标功能基元。本发明制备的镍钛形状记忆合金具有良好的功能循环稳定性和高疲劳寿命，能更好地满足动态载荷和循环应变服役下的可靠性和耐久性，可广泛应用于医疗器械、汽车工业、航空航天以及建筑水暖产品等领域。
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公开(公告)号：CN109648082B
公开(公告)日：2021-08-06
申请号：CN201910065832.4
申请日：2019-01-24
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明属于形状记忆合金制备技术领域，公开了一种钛镍形状记忆合金的4D打印方法及应用。将纯钛和纯镍进行配料、熔炼，得到钛镍合金棒材，然后通过旋转电极雾化法制取合金粉末，对粉末进行筛分处理，获得粒径为15～53μm的钛镍合金粉末；将所得钛镍合金粉末置于放电等离子体辅助球磨机中进行放电处理，对粉末进行表面改性，最后通过SLM成形，得到钛镍形状记忆合金。本发明所得钛镍形状记忆合金的相组成由CsCl型结构的B2奥氏体相、单斜结构的B19′马氏体相和Ti2Ni沉淀相组成；其微观结构包括纳米级的胞状晶和微米尺寸的树枝晶，且胞状晶和树枝晶呈现层状交替分布。具有独特的组织结构、近全致密、超高性能的特点。
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公开(公告)号：CN115070052B
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN202210539976.0
申请日：2022-05-18
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种新型双态组织镍钛形状记忆合金及其4D打印制备方法与应用。所述制备方法主要包括制粉、4D打印成形、固溶处理、时效处理四个步骤，其核心在于通过改变热处理的时间和温度，调控从基体中析出Ni4Ti3沉淀相的形态和分布，以获得兼具方形和蜂窝状晶粒的异质结构，协同不同晶粒内部大小形态不同的Ni4Ti3沉淀相共同构成拥有双态组织镍钛形状记忆合金；本发明制备的双态组织镍钛形状记忆合金抗压强度达到3463.9MPa，断后延伸率达到35.58％，超弹性衰减率仅为2.81％。实现了双态组织在镍钛形状记忆合金中从无到有的突破。本发明所制备的双态组织镍钛形状记忆合金具有广泛的适用性。
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公开(公告)号：CN112974847A
公开(公告)日：2021-06-18
申请号：CN202110180301.7
申请日：2021-02-08
Applicant: 华南理工大学
IPC: B22F10/28 , B22F10/85 , B22F10/36 , B22F5/00 , C22C19/03 , A61F2/30 , A61L27/06 , A61L27/50 , B33Y10/00 , B33Y50/02 , B33Y80/00
Abstract: 本发明公开了基于弹性模量调控的核壳结构钛镍医疗植入件及4D打印成形方法与应用。本专利制备方法包括植入件使役环境受力分析、弹性模量可控的核壳结构设计、基于弹性模量调控的4D打印工艺参数设计和成形。本发明原理基于奥氏体和马氏体弹性模量差异，调控4D打印工艺参数实现弹性模量的定制化，制备出具有弹性模量可控的核壳结构钛镍医疗植入件。本发明在实现复杂钛镍医疗植入件成形的同时，可以实现植入件任意接触人体骨骼部位弹性模量的定制化，有效地降低医疗植入件合金的弹性模量并解决应力屏蔽问题，适用范围广，可用来制备满足生物力学相容性的各种医疗植入件(如股骨头、髋、膝关节植入物、脊柱植入物等)。
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公开(公告)号：CN110465662B
公开(公告)日：2021-01-19
申请号：CN201910733028.9
申请日：2019-08-09
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明属于增材制造技术领域，公开了一种原位调控镍钛合金功能特性的4D打印方法及应用。将镍钛合金棒材通过雾化制粉，获得粒径为15～53μm的镍钛合金粉末，然后置于放电等离子体辅助球磨机中进行放电处理，促进粉末活性激活，然后加入粒径为100～800nm的纳米级镍粉，得到混合粉末，继续进行放电处理，使镍钛合金粉末与纳米镍粉之间实现冶金结合，得到改性粉末，最后将改性粉末通过增材制造技术制备成形，得到功能化的镍钛合金。本发明通过在放电处理过程中加入纳米级镍粉与大尺寸球形镍钛合金粉末实现冶金结合，有利于制备出成分、组织、性能均匀的块体合金及其零件。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113199036B
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202110423608.5
申请日：2021-04-20
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了具有功能基元序构的超高超弹性钛镍形状记忆合金，所述功能基元序构包括胞状晶区、过渡区和热影响区3个特征区，3个特征区的沉淀相(Ti2Ni和Ni4Ti3)析出情况、分布位置、数量大小存在显著差异，同时3个特征区之间的镍含量不同，具有梯度变化的特征，本发明所述功能基元序构内部不同区域之间的协同作用，使得具有功能基元序构的钛镍形状记忆合金获得了超高的超弹性。本发明所述具有功能基元序构的钛镍形状记忆合金能够制备各种具有复杂构型的零件，同时具有功能基元序构的钛镍形状记忆合金的零件能够用于各种功能构件，适用范围广(航空航天、兵器、建筑等)，也可用来制备满足生物力学性能和相容性的各种医疗植入构件。
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公开(公告)号：CN112974847B
公开(公告)日：2022-05-24
申请号：CN202110180301.7
申请日：2021-02-08
Applicant: 华南理工大学
IPC: B22F10/28 , B22F10/85 , B22F10/36 , B22F5/00 , C22C19/03 , A61F2/30 , A61L27/06 , A61L27/50 , B33Y10/00 , B33Y50/02 , B33Y80/00
Abstract: 本发明公开了基于弹性模量调控的核壳结构钛镍医疗植入件及4D打印成形方法与应用。本专利制备方法包括植入件使役环境受力分析、弹性模量可控的核壳结构设计、基于弹性模量调控的4D打印工艺参数设计和成形。本发明原理基于奥氏体和马氏体弹性模量差异，调控4D打印工艺参数实现弹性模量的定制化，制备出具有弹性模量可控的核壳结构钛镍医疗植入件。本发明在实现复杂钛镍医疗植入件成形的同时，可以实现植入件任意接触人体骨骼部位弹性模量的定制化，有效地降低医疗植入件合金的弹性模量并解决应力屏蔽问题，适用范围广，可用来制备满足生物力学相容性的各种医疗植入件(如股骨头、髋、膝关节植入物、脊柱植入物等)。
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公开(公告)号：CN112974846B
公开(公告)日：2022-04-26
申请号：CN202110180134.6
申请日：2021-02-08
Applicant: 华南理工大学 , 中山大学肿瘤防治中心(中山大学附属肿瘤医院、中山大学肿瘤研究所)
Abstract: 本发明公开了一种具有自愈合功能的钛镍医疗植入构件及其4D打印制备方法与应用，所述制备方法包括基于残留成角大小、受力条件与植入环境设计并优化医疗植入构件的构型，通过4D打印成形方法制备医疗植入构件，并对其后处理和自愈合行为训练；通过调控4D打印工艺参数实现医疗植入构件的自愈合功能和低弹性模量化，制备出具有自愈合功能的钛镍医疗植入构件；本发明在实现复杂钛镍医疗植入构件成形的同时，可以实现植入件接触人体骨骼部位残留成角的自愈合填充，有效地降低植入件合金的松动、滑移和失效问题，其具有低的弹性模量，可以解决应力屏蔽问题，适用范围广，可用来制备满足生物力学相容性的各种医疗植入构件。
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公开(公告)号：CN112974846A
公开(公告)日：2021-06-18
申请号：CN202110180134.6
申请日：2021-02-08
Applicant: 华南理工大学 , 中山大学肿瘤防治中心(中山大学附属肿瘤医院、中山大学肿瘤研究所)
Abstract: 本发明公开了一种具有自愈合功能的钛镍医疗植入构件及其4D打印制备方法与应用，所述制备方法包括基于残留成角大小、受力条件与植入环境设计并优化医疗植入构件的构型，通过4D打印成形方法制备医疗植入构件，并对其后处理和自愈合行为训练；通过调控4D打印工艺参数实现医疗植入构件的自愈合功能和低弹性模量化，制备出具有自愈合功能的钛镍医疗植入构件；本发明在实现复杂钛镍医疗植入构件成形的同时，可以实现植入件接触人体骨骼部位残留成角的自愈合填充，有效地降低植入件合金的松动、滑移和失效问题，其具有低的弹性模量，可以解决应力屏蔽问题，适用范围广，可用来制备满足生物力学相容性的各种医疗植入构件。
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公开(公告)号：CN109648082A
公开(公告)日：2019-04-19
申请号：CN201910065832.4
申请日：2019-01-24
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明属于形状记忆合金制备技术领域，公开了一种钛镍形状记忆合金的4D打印方法及应用。将纯钛和纯镍进行配料、熔炼，得到钛镍合金棒材，然后通过旋转电极雾化法制取合金粉末，对粉末进行筛分处理，获得粒径为15～53μm的钛镍合金粉末；将所得钛镍合金粉末置于放电等离子体辅助球磨机中进行放电处理，对粉末进行表面改性，最后通过SLM成形，得到钛镍形状记忆合金。本发明所得钛镍形状记忆合金的相组成由CsCl型结构的B2奥氏体相、单斜结构的B19′马氏体相和Ti2Ni沉淀相组成；其微观结构包括纳米级的胞状晶和微米尺寸的树枝晶，且胞状晶和树枝晶呈现层状交替分布。具有独特的组织结构、近全致密、超高性能的特点。
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