浅谈记忆材料

PAGEPAGE1浅谈形状记忆合金引言：时代的发展与材料的发展是相辅相成的。随着科学技术的进步,材料研究变得尤为重要。现如今材料的研究越来越专业化，并且逐渐倾向于功能化、有形状记忆效应的金属、陶瓷和高分子等材料有形状记忆效应的金属、陶瓷和高分子等材料,在高温下材料形成一种形状,在冷却到低温时会塑性变形成为另外一种形状,如果对材料进行加热,通过马氏体的逆相变,又可以恢复到高温时的形状,这就是形状记忆效应。一、形状记忆合金及形状记忆效应形状记忆材料是集感知和驱动于一体的特殊功能材料,其中形状记忆合金是形状记忆材料中较为重要的材料之一。形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy简称SMA)是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形状后,通过加热到某一临界温度以上又可恢复成初始形状的一类合金。1、形状记忆合金分类到目前为止，被开发出来的形状记忆合金主要是Ti-NiCuFe基三以满足各种不同的特殊需求。已在航天工业、汽车工业、电子工业、医学及人类生活领域获得应用。但由于其Ni、Ti价格昂贵，且加工成本高等因素，其应用受到限制。Cu-Zn-AlCu-Al-Ni两种。（c）FeTi-Ni系和铜系合金低得多，易能材料，受到广泛的关注。2、呈现形状记忆效应的合金的必备条件面的移动是完全可逆的合金中的异类原子在母相与马氏体中必须为有序结构（c）马氏体相变在晶体学上是完全可逆的（c）马氏体相变在晶体学上是完全可逆的3、状记忆效应的分类单程记忆效应加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。双程记忆效应忆效应。全程记忆效应为全程记忆效应。二、形状记忆金属材料的发展历程1932状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。1969用了一种镍-钛合金接头，从未发生过漏油、脱落或破损事故。1963年，美国海军军械研究所的比勒在研究工作中发现，在高于室温较多的某温度范围内，把一种镍-钛合金丝烧成弹簧，然后在冷水中把它拉直或铸成1969用了一种镍-钛合金接头，从未发生过漏油、脱落或破损事故。1969720”11“记”起了自己的本来面貌，变成一个巨大的半球。70方面,我国与国际先进水平尚有一定差距,尤其是在形状记忆合金产业化和工程应用方面与国外差距较大。三、形状记忆合金的特性1、形状记忆效应：合金在某一温度下受外力而变形，当外力去除后，仍保形状，似乎对以前的形状保持记忆，这种效应称为形状记忆效应。2AfMd马氏体相变,卸载就产生逆相变,应变完全消失,回到母相状态,表观上呈现非线性拟弹性应变,这种现象称为超弹性。3Ms4、耐磨性：在形状记忆合金中，Ti-Ni(CsCl机械密封材料，原子能反应堆中用做冷却水泵机械密封件。5Cu-Zn-AlMsAf200ºC66Ni-TiNi-Ti合金,当发生应力诱发马氏体相变后,曲线的斜率降低,相变前后电阻-应变关系保持线性关系。四、形状记忆合金材料的应用四、形状记忆合金材料的应用子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。1、航空航天工业智能水平旋翼中的形状记忆合金材料，一种叶片的轨迹控制器是现在已有的产强烈的辐射使它恢复原来的形状，按照需求向地球发回宝贵的宇宙信息。形状记忆合金材料广泛地应用于航天航空领域不但可以提高相关设备的性做出贡献。2、机械电子产品1970年美国用形状记忆合金制作F-14战斗上的低温配合连接器，随后有装置、电气连接装置、电子工程机械装置，并能在-65~300℃可靠地工作。已开出的密封系统装置可在严酷的环境中用作电气件连接[6]。3、生物医疗用于医学领域的Ni-Ti等方面的要求，即良好的生物相容性。TiNi可与生物体形成稳定的钝化膜。在TiNi合金主要应用有：牙齿矫形丝用超弹性TiNiTiNiCoCrTiNi10%也不会产生塑性变形，而且应力诱发马氏体相变(stress-inducedmartensite)使弹性模量呈现非线型特性，即应变增大时矫正力波动很少。这种材料不仅操作简单，疗效好，也可减轻患者不适感。脊柱侧弯矫形各种脊柱侧弯症(先天性、习惯性、神经性、佝偻病性、特发性等)疾病，不仅身心受到严重损伤，而且内脏也受到压迫，所以有必要进30~40kg30%时，就需要再进行手5℃，就能恢复足够的矫正力。另外，外科中用TiNi形状记忆合金制做各种骨连接器、血管夹、凝血滤器以及血管扩张元件等。同时还广泛应用于口腔科、骨科、心血管科、胸外科、肝胆科、泌尿科、妇科等，随着形状记忆的发展，医学应用将会更加广泛。4、建筑和工业制结构受地震影响，起到抗震的作用。应运于结构振动的主动阻尼控制等。在机械零件的连接、管道的连接,飞机的空中加油的接口处，用形状记忆合4%的套管，然后在液氮温度下将套管扩径约8%，装配时将这种套管从液氮取出,把欲连接的管子从两端插入。当温度升高至远胜于焊接，特别适合用于航空、航天、核工业及船舰和海底输油管道等。[1]在建筑领域，利用形状记忆合金制成阻尼耗能装置、隔震装置、结构加固元件。5、日常生活防烫伤阀在家庭生活中，已开发的形状记忆阀可用来防止洗涤槽中、48℃)时，形状记忆合金驱动阀门关闭，直到水温降到安全温度，阀门才重新打开。眼镜框架在眼镜框架的鼻梁和耳部装配TiNi合金可使人感到舒适TiNiTiNiTiNiTiNi阀也可在化学和石油工厂应用。五、形状记忆合金材料的未来前景在形状记忆合金的实用化进程中,急需积累并分析关于材料特性、功能可靠,SMA研究的进一步深化,传统的机电一体化系统完全有可能发展成为材料电子一体化系511号的舱内，在月面上经太阳光的照射加1、形状记忆合金在各方面的具体发展：汽车：后雾灯罩、手动变速箱的防噪音装置、燃料蒸发气体排出控制阀电子设备：电子炉灶换气门的开闭器、空调风向自动调节器、咖啡牛奶沸腾感知器、电饭锅压力调节器、电磁调理器过热感知器、温泉浴池调理器等安全器具：过热报警器、火灾报警器、烟灰缸灭火栓等医疗方面：人工牙根、牙齿矫正丝、导线等生活用品：自动干燥库门开闭器、卫生间洗涤器水管转换开关、空调进出框架、胸罩丝、钓鱼线、便携电话天线、装饰品等。框架、胸罩丝、钓鱼线、便携电话天线、装饰品等。2、形状记忆合金的发展趋势.的研究工作包括相变机制和影响因素,主要是通过选择合适的合金成分配比和摸Fe-Mn-Si系合金性能..高温形状记忆合金。NiTiCuZnAl100℃以下使用。但100600制高温形状记忆合金就成为一个主要发展方向[3]。高温用形状记忆合金在热驱动器、继电器及核工业等高温领域具有非常广阔的应用前景.磁性形状记忆合金。磁性形状记忆合金可以在磁场的作用下输出较大应变,同时将记忆合金的工作频率从温控状态的1Hz左右(TiNi记忆合金薄膜的热驱100Hz),300Hz以上。利用磁驱动记忆合金的这些功能特性,制成的传感和驱动元件在石油、电子和航空航天等工业领域有着重要的应用前景。温拟弹性形