挑战杯参赛作品实验

随着技术高速发展，近年来智能纺织品已受到了人们越来越广泛的关注。其中形状材料以其特有的功能成为了当下不可忽视的一个研究热点它包含了形状金属合金形状陶瓷和形状高聚物材料。而形状合金主要集中在美学方面如具有形状效果的各种花式纱线面料服装和装饰织物等为了进一步加强形状合金与人们日常生活的联系，让人们能更为直观也更全面的感受到形状合金的奇特之处，同时也能推动其更好更快发展，本文主要研究了关于将形状合金与服装织物相结合的应用通过借鉴已有的形状合金在防火隔热服装中的应用，模仿瞬时隔热组合面料的结构，本文设计了一种新的形状弹簧并将其添加到舞台服装面料的织物中。将形状合金应用到日常服装中在一定程度上也丰富了创痛服装的概念，使纺织服装领域更为多元化，同时能让的人认识和了解到形状合金等智能纺织品，从而使的人投入到对其的研究中。性和功能，也提出了智能材料(Inligentma．terials)概念；再其中，形状合金(ShapeMemoryAlloy,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,通镍合金具有优良的形状功能,并成功研制出具有实用价值的-钛形状合金以后,才引起了人们的广泛,对形状合金目前已投入实用的形状合金主要有镍一钛系、铜系和铁系或不锈钢系三大类。形状合金的应用范围从精密复杂的机器到简单的连接件、紧固件,从节约能源的形状合金发动机到电流保护器管处处可见,反映了形状合金的奇异性能及小巧、灵活其中目前比较突出且技术较为成应用为将钛—镍形状蚊香型形状合金弹簧遇热弹起形成一个空气层作为隔热层由此更可以看出，形状织物具有良好的可塑性和形状恢复宠儿形状材（包含形状金属合金形状陶瓷和形状高聚物材料等在纺织上的应用刚刚开始其中形状聚合物而形状合金主要集中在美学方面如具有形状效果的各种花二、国内外形状合金研究及应用现我国最早对于形状合金的研究应用可追溯到1978年，首先由有色金属研究总院、哈尔滨工业大学、大连理工大学、上海钢铁、冶金等单位分别开展了关于形状合金基础及应用的研究。其中非常突出的一个例子就是有色金属研究总院于1982年成功研制了用钛镍合金制成的牙齿矫形丝并批量出口。之后的20世纪70年代末到年代末这一阶段主要是合金的中在大学、医院及科研院所等，而这几者的有机结合也是我国的生物相容性,而且在各种生理溶液或介质中具有良好的耐腐蚀性,用其制成的各种制品植入后,未发现有排异性反应或出现炎症。它的延展性、形状强度、应变、耐蚀性、电阻及稳定性向两种,其呈现行为的温度范围可借助合金的改良而加大或缩小。所以钛—镍合金成为了形状合金材料中性能最优越而且用到90年代末主要是合金产品设计开发和初步应用阶段。当时1969年,Raychem公司首次将钛镍合金制成管接头应用于F14战斗机上;1970年,将TiNi合金丝制成宇宙飞船用天忆材料两个组织共同组办的国际形状与超弹性技术和形状材料会议的总结得出:从目前销售和研发的合金产品来看,医学产品占的最大,涉及心血管科牙科骨科耳鼻喉科、缝合线等等,合金在现代医疗中正扮演着不可替代的角色。近几年来国外关于形状合金突出的研究成果有：英国防烫伤的服装（形状钛镍合金纤维它首先将形状钛镍合金纤在服装面料内当这种服装表面接触高温时形状纤维的形变被腔使高温远离的皮肤从而防止烫伤的发生这种服装在消防还有意大利智能化衬衣（由形状钛镍合金纤维与合成纤维然而纵观长期以来针对形状合金的研究状况我们不难发在近些年没有较大突破，同时将形状合金与纺织服装相结合的长期以来针对形状织物的研究都与人们的日常生活没有紧密关系因此应该将研究方向更偏向生活化本文设计将形状合大部分合金和陶瓷材料是通过热弹性马氏体相变而呈现形状效应普通的马氏体相变是钢的淬火强化方法即把钢加热到所以形状效应的实质就是在温度的作用下，材料内部热弹性马氏体形成、变化、的相变过程的宏观表现。合金纤维的形变被触发，从而使形状纤维由初始时的平面状快温度的冷却，宝塔状的形状弹簧将会恢复成低温初始时的平面借鉴这一原理，本文设想将形状合金弹簧添加到更贴近于形状弹簧的设首先本文计划根据镍钛合金可能的形状进行筛选，比较确定圆筒型和蚊香型合金与织物结合的形变温度，并设计温度激发器，达到智能控制织物的变化形状。14mm15mm。蚊香型（宝塔型）形状合金弹簧的直径呈上小下大的蚊香状，当到达一定温度后会柱形形状合金为上下直径相同的弹簧，当达到一定温度时开弹起，而当温度降低时又会回缩到初始状态。测试方法如下:将合的水温来观察合金弹簧的变形温度。测试仪器使用带有传感器的TM－902C数字温度表。最终通过实验比较得出蚊香型镍钛形状合金弹簧的变形温好地保护不受得出结论选择蚊香型镍钛形状合金弹合金弹簧但需要注意的一点是形状弹簧的特性需要热能形状弹簧与舞台服装的结合，由于舞台服装中不存在防火隔热弹簧形变的高温对皮肤造成同理为了加强外面的热向弹理并参照瞬时隔热组合面料的设计，本文初步构思的形状弹图二（1）—.温度激发 图二（2）.温度激发由实验测得，蚊香型镍钛形状合金的弹力为2.85N，根据不同织物的面密度，可以计算出在不同效果需求下所需的形状由此设计的织物制成的服装将能够根据温度变化，智能控随着形状合金这一新型智能材料的不断发展，其应用范围各个领域随着合金工程应用需求的增长将促进新型合金的开发研究使合金逐渐向多品种专业化方向的发展将形状一步特别是随着合金品种的日益增多新兴的适合工程推广应用的宽滞后合金，廉价的便于加工制造的实用化新型铁基形状合金的出现,及不断创新的制造方法在形状合金生产中的运用,必将有力地推动合金工程应用的深入发展。通过设计制作实现内含形状合金的织物设计并能智能调控其变形以基本功能实现为基础确定选择要添加的形状合金的类别并以可行性和可加工性为基础调节控制形状织物中的程度上丰富了舞台表演内容，同时也让人能了解及感受到形状织物的奇妙。从而推动形状合金织物在我国的研究发展与然而，由于形状合金的各种功能均依赖于热弹性马氏体的的迟滞性，所以在实际服装制作及舞台表演中出现的问题和还金的相关元器件还有待进一步微型化,同时提高反应速度和控制精，，，，，1999，29（1：19～33，，，，，2005，27（2：1～5，，，，，1999（4：14～18,胡金莲.形状合金在纺织业应用的研究发展.纺织学报,2005,26(6):130132.，，，，国家知识局专利局协作中心，市100096；工业大学纺织学院，市，于月民.形状合（SMA）弹簧动作器的设计