智能材料论文

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山大学精选文库精选文库--PAGE9专业：姓名：学号：摘要：本论文主要讨论形状记忆合金相关内容,扼要地叙述了形状记忆合金的发现以及发展历史和分类,介绍了形状记忆合金在工程中应用的现状以及发展前景。关键词：智能材料、形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy,SMA)MemoryEffect,SMESME,但只有在形状变化过程中产生较大回复应变和较大形状回复Ni2Ti合金和铜基合金(CuZnAl和CuAlNi)。形状记忆合金作为一种特殊的新型功能材料,是集感知与驱动于一体的智能材料,因其功能独特,可以制作小巧玲珑、高度自动化、性能可靠的元器件而备受瞩目,并获得了广泛应用。一、形状记忆合金的发展史19321938Cu-Zn1951Chang在在In-Ti合金1962r发现了Ni-Ti1969Ni-Ti美国F14Ti-Ni7Ni-Ti基、Cu-Al2-Ni基和Cu-Zn-Al基形状记忆合金；80年代开发出了Fe-Mn-Si基、不2090宽滞后记忆合金以及记忆合金薄膜等已成为研究热点。从SMA的发现至今已有四十余年历史，美国、日本等国家对SMA的研究和应用开发已较为成熟，同时也较早地实现了SMA的70年代末才开始对SMASMA的基础理论和材料科学方面的研究我国与国际先进水平尚有一定差距，尤其是在SMA产业化和工程应用方面与国外差距较大。二、记忆合金主要分类单程记忆效应：形状记忆合金在较低的温度下变形，加热为单程记忆效应。又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应。相同而取向相反的低温相形状，称为全程记忆效应。SMA的形状记忆效应源于热弹性马氏体相变，这种马氏体一旦形成，就会随着温度下降而继续生长，如果温度上升它又会减少，以完全相反的过程消失。两项自由能之差作为相变驱动力。两项自由能相等的温度T0T0马氏体相变，反之，只有当温度高于平衡温度T0时才会发生逆相变。在SMAAu-CdAg-Cd、Cu-ZnCu-Zn-AlCu-Zn-SnCu-Zn-SiCu-SnCu-Zn-GaIn-TiAu-Cu-ZnFe-PtTi-NiTi-Ni-PdTi-NbU-Nb和Fe-Mn-Si迄今为止,形状记忆合金在空间技术、医疗器械、机械器具、电自由回复。SMA在马氏体相时产生塑性形变,温度升高自由(NASA)将Ti2Ni合金板或棒卷成竹笋状或Ni2Ti合金记忆成网状,低温下拉直,通过导管插入静脉腔,经体温加热后,形这是很有吸引力的机构。强制回复。强制回复最成功的例子是SMA管接头。事先把内径加工成比被接管外径小4%,当进行连接操作时,首先把管接头浸泡在液态空气中,在低温保温状态下扩径后,把被接管从两端插入,制作的脑动脉瘤夹可夹住动脉瘤根部,防止血液流入,使动脉瘤缺血坏死。本田等人用厚度为015mm的Ti2Ni板制作的Ag2TiNi复合夹满足小而轻、装卸简便等要求,效果良好。此外,类垫圈、接骨板和脊柱侧弯娇形哈伦顿棒等。液氨泄漏探测器、煤气安全阀、通风管道紧急启动闸门、自动收进烟1997年美国航空航天局(NASA)的科学家利用长3cm,直径0115mm(01006″)的Ni-TiSMA驱动火星探测器上的太阳能电池挡板,加热SMA,使其收缩,通过传动装置,打开太阳能电池上的玻璃挡板,电池充电。充电结束后,偏置弹簧重新使挡板复位。挡板的有效开合可起到防尘目的。精密控制。因为SMA的相变发生在一定温度范围而不是某一13机器人及控制技术学院在Cu-Al-Ni基合金材料的(115m长),其手爪能移动200kg10～20mm,这种内窥镜的直径为13mm1,2节弯曲角指令和内沿着通路前进或后退,大大减小了患者的痛苦,也增加了诊断的准确性。随着目前超大规模集成电路技术的飞速发展,可进一步制成微米级甚至更小的超微仿生物。超弹性应用SMA的伪弹性在医学上和日常生活中得到了广泛的应,市场上的很多产品都应用了SMA 的伪弹(超弹)性质Ni2Ti丝、玩具及塑料眼镜镜框等。Ni2Ti丝用于娇形上,即使应变量高达10%也不会产生塑性变形,而且应力诱发马氏体相变的过程中,应变增大较多时矫正力却增加很少。故能保持适宜的矫正力,既可保证疗效,也可减轻患者的不适感。四、存在的问题和研究方向在SMA的研究和应用中,目前存在许多有待解决的问题,例如:由于SMASMA只适用(10HzSMA善材料性能是当前迫切需要解决的问题。现有的SMA机构模型在实际工程应用中都还存在一些缺陷,如何克服这些缺点,从而精确地模拟出SMA在医学应用方面,需继续研究SMA性。SMA目前还没有形成一条SMA自动生产线,此外材料成本也相当昂贵。为了提高应用水平,SMASMA研究今后的发展方向和趋势可归纳为以下几方面:充分发掘、改进和完善现有SMA的性能;SMA薄膜的研