阻尼性能是Ti-Ni基形状记忆合金除形状记忆效应与超弹性以外的又一项重要力学性能,已经广泛应用于交通、建筑、机械、潜艇等领域以起到防振减噪的作用。Ti-Ni形状记忆合金的阻尼内耗值一般在0.02左右,进一步提高合金的阻尼性能一直是许多材料工作者追求的目标。相比于马氏体相变内耗,弛豫型内耗具有峰值稳定,受升降温速率影响小的优点,通过引入弛豫型内耗有望进一步提高Ti-Ni基形状记忆合金的阻尼性能。此外,弛豫型内耗常与材料中的缺陷有关,研究材料的弛豫行为有助于理解缺陷对材料相变、力学、结构衍化等行为的影响。Ti-Ni基形状记忆合金中两种代表性的弛豫型内耗包括孪晶与氢相互作用弛豫峰(P_TWH),非正常马氏体转变合金中的“应变玻璃冻结”弛豫峰。其中P_TWH峰是一个宽泛的弛豫峰,其宽泛机制目前尚不清楚,如何调控P_TWH峰的强度与峰位也缺乏系统的研究。对于“应变玻璃冻结”弛豫峰则还存在着“应变玻璃冻结”以及“预马氏体滞弹性弛豫”等观点的争议。此外,Ti-Ni基形状记忆合金高温范围的弛豫行为一直少有报导。本文的目的就是希望结合内耗与微观结构表征的方法来揭示Ti-Ni基形状记忆合金中P_TWH峰,“应变玻璃冻结”弛豫峰和高温弛豫三方面弛豫行为的微观机制。本文的主要研究内容及取得的主要结果如下:1、研究了氢含量对Ti₅₀Ni₃₀Cu₂₀合金弛豫行为的影响规律,并结合微观结构表征研究该弛豫峰的宽化机制,最后研究了氢对合金相变与拉伸力学行为的影响。结果表明当Ti₅₀Ni₃₀Cu₂₀合金中的氢含量在30ppm左右时,合金在室温附近显示出宽温域、高阻尼特性,弛豫内耗最高值达到0.16。过高的氢含量也会降低P_TWH峰的强度与温宽,研究还发现对含氢样品在开放环境中退火时,退火温度越高,合金中的氢含量越低,并且存在一个临界退火温度（993 K附近）,高于这一温度退火将使P_TWH峰完全消失。TEM结果表明,Ti₅₀Ni₃₀Cu₂₀合金中存在{011}复合孪晶与{111}Ⅰ型孪晶,多种类型的孪晶与氢的共同作用是合金P_TWH峰宽泛的主要原因。氢对Ti₅₀Ni₃₀Cu₂₀合金相变与拉伸性能影响的结果表明:随着氢含量的提高,B2-B19相变的转变焓降低,合金延伸率下降,临界去孪生应力上升。室温时效处理过后,合金相变温度略向低温偏移,室温时效过后,Ti₅₀Ni₃₀Cu₂₀合金显示出优异的循环稳定性。氢化物与固溶氢的联合作用是氢产生上述影响的主要原因。2、研究了氢含量对Ti₅₀Ni₄₄Fe₆合金低温弛豫行为的影响。Ti₅₀Ni₄₄Fe₆合金被认为是典型的发生“应变玻璃转变”的合金。研究发现:在去氢的Ti₅₀Ni₄₄Fe₆合金样品中没有观察到所谓的低温“应变玻璃冻结”弛豫峰,而在含适量氢的合金中能够观察到“应变玻璃冻结”弛豫峰。该弛豫峰既能用描述玻璃行为的Vogel-Fulcher公式拟合,也能用Arrhenius公式进行拟合。用Arrhenius公式拟合得到该弛豫峰的激活参数为:E_a=0.58±0.02 eV,τ₀=1.27×10^-1818 s。在低于这一内耗峰的温度,氢会降低合金的内耗值。上述结果证实氢是导致Ti₅₀Ni₄₄Fe₆合金中低温内耗峰（约160 K,0.1 Hz）的主要原因,并提出了氢与纳米畴相互作用模型解释Ti₅₀Ni₄₄Fe₆合金中的低温滞弹性行为。3、研究了Ni_50.3Ti_29.7Zr₂₀形状记忆合金的高温（室温-900 K）弛豫行为,进而采用等温内耗与DSC的方法研究了合金的时效析出过程。结果表明:Ni_50.3Ti_29.7Zr₂₀合金在787 K附近存在一个弛豫型内耗峰P₁（0.5 Hz）,这一内耗峰所在的温度位于时效H相（文献中对该合金中一种富Ni型析出的称呼）形成的温度范围内。P₁峰的激活参数为:H_act=1.48±0.02 eV,τ₀=7.6×10^-10 s,且P₁具有点缺陷弛豫特征的宽化因子β=1.2。二元Ti-Ni形状记忆合金中也有一个类似的内耗峰,但峰温与峰强低于三元Ni_50.3Ti_29.7Zr₂₀合金。根据上述特征提出Ni原子的短距离扩散Zener峰机制解释P₁峰的来源。原位等温时效力学谱表明,合金动态模量随着时效时间的延长而升高,反映了时效析出对合金的强化作用,而且时效温度越高,内耗达到稳定水平所需时间越短。TEM结果表明500°C时效处理使合金中析出了均匀分布的H相,这种析出物呈纺锤状且分布均匀。DSC结果表明,时效析出显著提高了合金的相变温度,当时效时间为24小时时合金的M_s温度达到132°C,满足高温形状记忆合金对相变温度的要求,时效处理还能够降低合金的热滞并在一定程度上提高合金的循环稳定性。硬度结果表明时效析出对合金有显著的强化效果。