形状记忆材料应用.ppt

1、A，1，形状记忆材料应用，A，2，形状记忆合金由于其许多优秀的性能，广泛应用于航空航天、机械电子、生物医学、桥梁建设、汽车工业和日常生活的多个领域。(1)工程应用形式记忆合金在工程领域应用较多，第一个应用是制作紧固件、连接器、密封件等各种框架成员。也可用于某些控制元素，如温度相关检测和自动控制。形状记忆合金问世后，为航空业创造了动力。美国F-14战斗机使用平均每架800个形状记忆合金连接器。自1970年以来，美国海军机使用了数十万个这样的耦合，没有一次失败记录。几何记忆合金的联接方法：首先，在转换温度以上，镍钛合金联接器按照密封所需尺寸进行处理，内径比要连接的管道外径小4%。然后，在液态氮的低

2、温下延伸连接管接头直径，使其略大于连接管外径(大于4%)，并将要连接的两个管与A、3、两端的连接管接头插入对齐。最后，管道工作状态下，温度上升到过渡温度以上，镍钛合金发挥形状记忆效果，联接器自动收缩，管径变细，恢复到最初加工的尺寸时，一定要连接两个管子。也可以用来制作探索宇宙奥秘的月球天线，人们用形状记忆合金在超高温下制作天线，然后在低温下压缩成小铁球，将它的大小缩小到原来的千分之一，这样就可以轻松地运送到月球上，通过太阳的强烈辐射恢复原来的形状，必要时将珍贵的宇宙信息发送回地球。另外，卫星还使用了可打开容器的形状记忆解除装置，该装置可以组装并发射机敏的锗探测器，防止污染。A，4，A，5，形状

3、记忆合金作为紧固件，连接器的优点如下夹紧力大，接触密封可靠，避免焊接引起的冶金缺陷；适用于火焰防止管道连接、焊接工艺上难以进行的海底输油管修复等难以焊接的连接。金属和塑料等不同的材料可以通过这个接头连接在一起。安装不需要熟练的技术。将形状记忆合金制成的弹簧与普通弹簧安装在一起，可以使高温(Af以上温度)和低温下形状记忆合金弹簧由于相变，使母相与马氏体强度不同，成为向左和向右运动的磁控制元件。该组件可以作为温室门窗自动打开的加热阀、笔式记录器的驱动、温度检测、驱动。形状记忆合金比双金属板材对温度敏感得多，可用于控制和报警设备，而不是双金属板材。A，6，1970年美国用形状记忆合金制作了F-14战

4、斗的低温耦合连接器，此后有数百万个连接应用。形状记忆合金用作飞机液压系统和较小规模石油、石油化学、电气工业产品的低温结合。另一种连接器形状是焊接网格线，用于制作导体的导线编织层的安全连接器。该连接用于密封装置、电气连接装置、电子工程机械装置，在-65 300 下稳定工作。打开的密封系统装置可以在恶劣的环境下用作电气零件连接。将形状记忆合金制成可以打开和关闭快门的弹簧，使雾灯免受飞行碎片的打击。用于制造精密仪器或精密车床，如果变形为振动、碰撞等，只需加热就能解决问题。在机器制造过程中，各种冲压和机器操作经常需要将零件从一台机器传输到另一台机器，现在使用形状记忆合金开发了一种叫做驱动缸的替代手动或

5、液压夹具。该装置具有高效、灵活、夹紧力大的特点。1973年，美国首次试制了Ti-Ni热机，利用形状记忆合金，在高温下低温下发生相变，产生形状变化，实现了机械能和热之间的相互转换，并具有很大的应力。这种热气球只产生了0.5瓦的电力(1983年电力达到20瓦)，但发展前景非常诱人，可以实现利用海水温差发展的梦想。A，7，(2)医疗应用程序使用Ti-Ni合金，与生物兼容良好，可以制作医学凝固过滤器、脊椎矫正棒、骨折固定板等。(a)牙齿定型线超弹性TiNi合金线和不锈钢制成的牙齿矫正线中，超弹性TiNi合金线的使用最为合适。通常是牙齿矫形用不锈钢丝CoCr合金线，但是这些材料有弹性系数高、弹性变形小的

6、缺点。为了给适当的校准力，在校准之前，熟练地加工成弓形，接合固定要求。使用TiNi合金作为牙齿定型纤维时，即使变形高达10%，也不会发生塑性变形，应力诱导马氏体相变(stress-induced martensite)表示弹性系数为非线性特性，因此几乎没有变形。这种物质操作简单，疗效好，还可以减少患者的不便。即可从workspace页面中移除物件。A，8，(b)脊柱侧凸矫形各种脊椎侧弯(先天性、习惯性、神经性、佝病、特发性等)疾病不仅严重损伤了身心，还压迫了内脏，需要外科整形外科。目前，该手术通过不锈钢下伦敦峰整形外科，在手术中放置定型棒时，固定后施加在脊椎上的矫正力保持在3040kg以下，但

7、如果力过强，定型棒会受损，不仅有脊椎，还有神经受损的危险。定型棒安置后矫正能力会随着时间发生变化，矫正能力下降到最初时期的30%，需要再次通过手术调整矫正能力，导致精神和肉体上的巨大痛苦。用形状记忆合金制作的排气音棒只需固定一次定型棒即可。如果定型棒的矫揉造作，在体外加热形状记忆合金，使温度比体温高约5 ，就能恢复足够的矫揉力。A，9，形状记忆合金材料也代替石膏夹板(下左)在血管中插入微Ti-Ni线，由于体温恢复到母体的网状，可以防止95%的凝固块流入心脏。形状记忆合金制成的肌纤维与弹性体薄膜心室一起，可以模仿心室收缩运动，制造人造心脏。给病人带来了福音。随着形状记忆的发展，医学应用将更加广泛

8、。A，10，(3)日常生活应用(A)在家庭生活中，开发的形状记忆阀可用于防止水槽、浴缸和浴室的热水意外烧伤；此阀门也可用于酒店和其他合适的场所。从水龙头出来的水温达到可能被烫伤的人的温度(约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。(b)眼镜架在眼镜架的鼻子和耳朵上安装TiNi合金，给人一种舒适、耐磨的感觉。因为TiNi合金的灵活性，被广泛用于改变眼镜的时尚圈。用超弹性TiNi合金线制作眼镜架，即使在镜片的热膨胀中，这种形状记忆合金线也能以超弹性恒力装入镜片。用这种超弹性合金制作的眼镜架变形力大，但普通眼镜架却不行。(c)手机天线和防火检测阀使用超小型弹性TiN

9、i钢丝制作蜂窝电话天线是形状记忆合金的另一种应用。过去使用不锈钢天线，弯曲经常导致损坏问题。使用TiNi形状记忆合金线手机天线，防破坏效果好，受到广泛欢迎。因此，常用于制造蜂窝电话天线和火灾检查阀。火灾时，局部区域加热时，阀门会自动关闭，防止危险气体流入。这种特殊结构设计的优点是，可以检查阀门，然后将其重置回安全状态。这种火灾止回阀在半导体制造业中使用，在半导体制造的扩散过程中使用了有毒气体；这种火灾检查阀在化学及石油工厂也可以应用。a，11，a，12，最近几年日本开发了形状记忆塑料苯和丁二烯聚合物。加热到60 后，丁二烯开始变软，苯乙烯保持坚硬，以保持形态记忆功能。用显影记忆塑料制成的连接器

10、通过软化热量连接两个管子，冷却后凝固成原来的直线路径，可以在家庭中使用的结合度很高。日本的一些汽车甚至设想将形状记忆塑料变成容易与汽车的保险杠碰撞的部位，如果汽车撞瘪，用吹风机稍微加热，就能恢复原形。总之，高分子形状记忆材料具有广泛的应用前景。A，13，形状记忆材料是识别和驱动双重功能的新材料。你能想想用形状记忆物质能做什么，有助于人们的生产和生活吗？想想！-嗯？A，14，想想，炎热难耐的时候，出汗的时候，衬衫自动包住胳膊凉爽的话，会是很棒的事情吗？意大利一家公司最近用形状记忆合金纤维做了这样的衬衫。这件衬衫是镍钛记忆合金纤维和尼龙混合制成的，据悉是5台尼龙与一条镍钛合金线的比例。随着环境温度

11、的升高，这件衬衫的袖子会立即自动卷起来。据说这件衬衫不怕起皱，揉成团，用吹风机吹也能很快恢复，甚至可以自动“熨烫”人的体温。并且可以水洗，不易引起皮肤过敏。但是含有合金纤维，衣服上带着金属特有的灰色是不可避免的。这件衬衫样品的制作成本达2500英镑，因此赶时髦的消费者短期内不大可能在服装店看到它。想象形状记忆物质，A，15，“可以制作金属食管支架，从患者的喉咙扩张到新的食道，如果需要的话，还可以在食道里加入冰块，食道里会出现冷收缩，很容易去除。在工程和建设领域，显示了使用TiNi形状记忆合金作为隔音材料，检测地震损伤控制的潜力。测试了桥梁和建筑物内的应用，因此隔音材料及作为探针损伤控制的应用成为新的应用领域。随着薄膜形状记忆合金材料的出现和开发利用，形状记忆合金在智能材料系统中受到高度关注，应用前景广阔。a，16，高新