超细晶材料指平均晶粒尺寸小于l(xm的多晶体材料，是纳米晶与亚微米晶材料的统称17' 为与现有文献保持一致，第 4 章 与 第 6 章将使用纳米晶描述。超细晶材料具有细小 的 晶 粒尺寸和独特的缺陷结构，因而表现出粗晶合金所不具备的力学和物理性能。根据此定义，超 细 晶 TiNi基形状记忆合金的历史可上溯到1990 年，Koike等 利 用 冷 轧 工 艺 在 Ti49.2Ni5a8合金中获得了纳米晶非晶混合组织[741。 Valiev及 其合作 者在2001年 和 2002年分别应用高压扭转和等径角挤压获得了超细 晶 TiNi基合金[14，15]。与粗晶合金相比较，超 细 晶 TiNi基合金表现出更加优异的性能，如良好的循环稳定性[75’76]、较髙的恢复应变与恢复应力[7'应 力 滞 后 接 近零并且恢复应变高达5.8%的超弹性、耐辐照能力[79]以 及 生 物 相 容 性 等 。
超 细 晶 T i N i基合金的制备工艺主要包括冷拔/冷轧等传统塑性变形工艺，高压扭转、等径角挤压等剧烈塑性变形工艺以及快速凝固和磁控派射等。与传统的制备超细晶材料的方法，如高能球磨、机械合金化与惰性气体蒸发、原位加压制备法相比较，塑性变形工艺可以加工具有较大尺寸的块体合金，不易于产生孔隙和夹杂，加工后合金组织相对均匀且具有独特的缺陷结构[81]。利用上述工艺，已经获得了晶粒尺寸在数个纳米的TiNi合金。
当晶粒尺寸与马氏体孪晶宽度相当或更小时，TiNi基合金的显微组织、马氏体相变以及形状恢复特性等均呈现新的变化。例如，马氏体相变晶体学唯象理论计算结果表明，复合孪晶不能单独起点阵不变切变的作用，然而高压扭转处理 的 TiNi基合金中存在大量此类孪晶。当晶粒尺寸减小到1 5 n m 以下时，TiNi合金中观察不到热诱发马氏体相变[84]。其他新现象还包括极小的能量损耗、诱发马氏体相变临界应力对温度不敏感、宽超弹性温度区间、埃林瓦尔效应与因瓦 效 应 等。上述新现象以及对其本质的理解进一步丰富了形状记忆合金的基础 理 论 。
与粗晶合金相比较，超 细 晶 TiNi基合金有利于进一步开拓其实际应用领域或提升现有产品的性能，如更高的形状恢复应力意味着可以将TiNi基合金应用于高压管路的连接或提高现有紧固连接产品的可靠性。在生物医学应用方面，超细晶 TiNi合金的植入器械己经进入市场。可以预见，随 超 细 晶 TiNi基合金规模化制备工艺的突破，其应用范围将更为广泛。
超 细 晶 T i N i基合金的制备工艺主要包括冷拔/冷轧等传统塑性变形工艺，高压扭转、等径角挤压等剧烈塑性变形工艺以及快速凝固和磁控派射等。与传统的制备超细晶材料的方法，如高能球磨、机械合金化与惰性气体蒸发、原位加压制备法相比较，塑性变形工艺可以加工具有较大尺寸的块体合金，不易于产生孔隙和夹杂，加工后合金组织相对均匀且具有独特的缺陷结构[81]。利用上述工艺，已经获得了晶粒尺寸在数个纳米的TiNi合金。
当晶粒尺寸与马氏体孪晶宽度相当或更小时，TiNi基合金的显微组织、马氏体相变以及形状恢复特性等均呈现新的变化。例如，马氏体相变晶体学唯象理论计算结果表明，复合孪晶不能单独起点阵不变切变的作用，然而高压扭转处理 的 TiNi基合金中存在大量此类孪晶。当晶粒尺寸减小到1 5 n m 以下时，TiNi合金中观察不到热诱发马氏体相变[84]。其他新现象还包括极小的能量损耗、诱发马氏体相变临界应力对温度不敏感、宽超弹性温度区间、埃林瓦尔效应与因瓦 效 应 等。上述新现象以及对其本质的理解进一步丰富了形状记忆合金的基础 理 论 。
与粗晶合金相比较，超 细 晶 TiNi基合金有利于进一步开拓其实际应用领域或提升现有产品的性能，如更高的形状恢复应力意味着可以将TiNi基合金应用于高压管路的连接或提高现有紧固连接产品的可靠性。在生物医学应用方面，超细晶 TiNi合金的植入器械己经进入市场。可以预见，随 超 细 晶 TiNi基合金规模化制备工艺的突破，其应用范围将更为广泛。