1-2 形状记忆合金liufm
形状记忆合金
• Ti-Ni合金中有三种金属化合物：Ti2Ni，TiNi和TiNi3 • 近等原子比的Ti-Ni 合金是最早得到应用的一种记忆合金。 由于其具有优异的形状忆效应、高的耐热性、耐蚀性、高 的强度以及其他合金无法比拟的热疲劳性与良好的生物相 容性以及高阻尼特性等，因而得到广泛的应用。 •
• Ti-Ni 记忆合金的相变温度对成分最敏感，含Ni量每增加 0.1%，就会引起相变温度降低10℃，添加的第三元素对
非热弹性马氏体相变 非热弹性马氏体的热滞后现象严重，连续冷却中不断形成 马氏体，而且每个马氏体片都是以极快的速率长到最后大小， 马氏体量由成核率和马氏体片的大小来确定，与马氏体片的生 长速率无关。
热弹性马氏体相变
热弹性马氏体相变，相变温度滞后很小，马氏体相和母相
间保持着弹性平衡。马氏体片可随着（温度或外应力）驱动 力的改变而反复发生长大或缩小。具有这种特征的马氏体称 为“热弹性马氏体” 。 具有热弹性马氏体转变的合金会产生“超弹性”和“形状
Ti-Ni 合金相变温度的影响也很大。
优缺点
• 具有丰富的相变现象、优异的形状记忆和超弹性性能、良 好的力学性能、耐腐蚀性、生物相容性以及高阻尼特性； • 研究最全面、记忆性好、实用性强的形状记忆合金材料， 是目前应用最为广泛的形状记忆材料； • 缺点：制造过程较复杂，价格较昂贵。
铜系形状记忆合金 与Ti-Ni合金相比，Cu-Zn-Al制造加工容易，价格便宜， 并有良好的记忆性能，相变点可在一定温度范围内调节， 见表3-5，不同成分的Cu-Zn-Al合金相变温度不同。
双程形状记忆效应
形状记忆合金 全程形状记忆效应——当加热时恢复高温相形状，冷 却时变为形状相同而取向相反 的高温相形状的现象。只能在 富镍的Ti- Ni合金中出现。
形状记忆合金的制备及性能研究
形状记忆合金的制备及性能研究形状记忆合金（Shape Memory Alloy，SMA）是一种能够自主恢复形状的金属材料，具有广泛的应用领域，比如航空、汽车、医疗器械等。
它能够在外力或热力刺激下发生可逆形变，因此又被称为“记忆合金”。
下面，我们就来详细探讨一下形状记忆合金的制备及性能研究。
一、形状记忆合金的制备方法1. 等离子弧熔炼法等离子弧熔炼法是一种将纯金属或合金加热、熔化后急速冷却的方法。
这种制备方法能够制造出比较均匀的形状记忆合金，但是成本比较高。
2. 电弧熔炼法电弧熔炼法是将金属棒、丝等导体加热到熔点后用弧线将其喷出，制造出形状记忆合金的方法。
这种制备方法成本较低，但是合金的质量不如等离子弧熔炼法制造的优质。
3. 热机械变形法热机械变形法是将金属坯料加热到合金的相变温度，然后进行拉伸、压缩、扭转等变形，形成指定形状的铸锭。
这种方法能够制造成形状记忆合金的微型结构，生产成本较低。
二、形状记忆合金的性能研究1. 快速回弹性能形状记忆合金的快速回弹性能是指在外力作用下快速恢复原始形状的能力。
该性能的研究方法为采用脉冲能量、过冷膨胀等测试方法进行实验研究，该性能的提高会大大提高形状记忆合金的实际使用效果。
2. 环境适应性能形状记忆合金应用于不同的环境条件，温湿度等变化对其硬度、弹性等性能都会产生影响。
而形状记忆合金的适应环境条件的能力，是提高其实际使用寿命的关键。
3. 相变行为相变行为是指形状记忆合金在受到外界刺激时，发生相变的过程。
具体研究方法包括差示扫描量热、X射线衍射、电阻变化等方法。
相变行为对形状记忆合金的应用性能具有至关重要的影响。
总之，形状记忆合金作为一种高性能合金材料，在航空、汽车、医疗器械等领域有着广泛的应用。
其制备方法和性能研究是提高其工业化应用的关键。
未来，需要进一步研究和探索形状记忆合金的制备方法和性能变化机理，推动其更广泛的应用。
形状记忆合金 智能材料
形状记忆合金研究综述材实验0901 付朝丽1101090201摘要文章简述了形状记忆合金的发现历史，详述了形状记忆合金的特性并列举了其在各个领域中的应用和研究现状，最后指出了研究中存在的问题并对今后的发展方向进行了展望。
关键词形状记忆合金特性应用研究现状展望Abstract:The article gives a brief history of the discovery of the shape memory alloy, details the characteristics of shape memory alloys and lists applications and research in various fields, finally points out the problems in the study and future direction of development prospects.Key words: shape memory alloy characteristics applications research prospects1前言1.1 历史背景在上世纪80年代，人们提出了智能材料的概念。
所谓智能材料，即要求材料体系集感知、驱动、信息处理于一体，形成类似生物材料那样具有智能属性的材料，具备自感知、自诊断、自适应、自修复等功能。
其中形状记忆合金(Shape Memory Alloy ，简称SMA) 由于驱动作用显著、性能较稳定等特点，成为智能材料与结构中研究最多的驱动元件之一。
最早关于形状记忆效应的报道是由Chang及Read等人在1952年作出的，他们观察到Au-Cd合金中相变的可逆性。
后来在Cu-Zn合金中也发现了同样的现象。
1962年，Buehler及其合作者在等原子比的TiNi合金中也观察到具有宏观形状变化的记忆效应，但当时并未引起人们的广泛注意。
《形状记忆合金》课件
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存在的问题
如材料成本、可靠性和循环寿命等方面的挑战来自需要不断研究和改进。3
发展前景
形状记忆合金将在未来的科技进步中发挥重要作用，为我们的生活带来更多便利 和创新。
结语
形状记忆合金的重要性
它不仅是一种材料，更是未来科 技发展的重要组成部分，将引领 我们走向更智能、高效的未来。
发挥形状记忆合金的作用
《形状记忆合金》PPT课 件
欢迎参加本次《形状记忆合金》PPT课件！在这里，我们将探索这项未来科技 的定义、原理、特点，以及其在医疗器械、航天航空、汽车工业等领域中的 应用。
什么是形状记忆合金
形状记忆合金是一种具有记忆效应的材料，可以在受力变形后回复到其原始 形状。它的原理是基于相变的晶体结构变化，拥有独特的特点。
包括熔融法、固相法和合金化 方法等，每种方法都有其适用 场景和优缺点。
制备工艺流程
从原料的选择和预处理到形状 记忆合金的合成和后处理，需 要严谨的工艺流程和控制。
实验室制备实例
展示了形状记忆合金在实验室 中的成功制备实例，为进一步 研究和应用提供了基础。
形状记忆合金的未来发展
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发展趋势
形状记忆合金将更加智能化和多功能化，结合其他材料和技术创新，应用领域将 不断扩大。
我们需要不断挖掘和应用形状记 忆合金的潜力，创造更多创新性 和实用性的产品和解决方案。
致谢
感谢您参与本次《形状记忆合金》 PPT课件，希望展示的内容能够 给您带来启发和收获。
形状记忆合金的应用
医疗器械
应用于支架、植入物等医疗设备，可提高患者的 治疗效果和舒适度。
汽车工业
在车身和发动机中应用，具有降噪、减振和节能 的优势。
航天航空
形状记忆合金的机理及其应用
形状记忆合金的机理及其应用形状记忆合金（Shape Memory Alloys，SMA）是一种具有特殊记忆性能的金属材料，它可以在经历了变形之后恢复到原来的形状。
这种具有神奇特性的材料在多个领域都有着重要的应用，比如医疗器械、航空航天、汽车工业等。
本文将从形状记忆合金的机理入手，介绍其主要的应用领域，并展望其未来的发展前景。
一、形状记忆合金的机理形状记忆合金的记忆效应是其独特之处，它主要是由晶格结构的相变和马氏体转变引起的。
在形状记忆合金中，晶体结构可以在两种状态之间切换，一种是高温下的固溶体状态，另一种是低温下的马氏体状态。
在室温下，形状记忆合金处于变形后的状态，当温度升高时，晶格结构将发生相变，使得形状恢复到原来的状态。
这种温度诱导记忆效应是形状记忆合金能够恢复原状的重要机理之一。
形状记忆合金还具有应变诱导记忆效应。
在外力作用下，形状记忆合金会发生塑性变形，当外力消失后，形状记忆合金会恢复到原来的状态。
这是因为在外力作用下，形状记忆合金的晶格结构会发生相变，从而导致形状的改变。
一旦外力消失，形状记忆合金会重新发生相变，使得形状恢复到原来的状态。
形状记忆合金的记忆效应是由晶格结构的微观变化引起的，这种特殊的记忆性能使得形状记忆合金在许多领域中都有着广泛的应用。
1. 医疗器械形状记忆合金在医疗器械中有着重要的应用，比如支架和夹具等。
由于形状记忆合金具有记忆效应，可以在体内定位、调整，因此在心脏支架、动脉支架等方面有着广泛的应用。
形状记忆合金还可以用于牙科器械、外科手术器械等领域。
2. 航空航天形状记忆合金在航空航天领域也有着重要的应用，比如用于飞机的襟翼、起落架等部件。
形状记忆合金可以用于制造复杂形状的零部件，并且具有较高的强度和韧性，因此在航空航天领域有着广泛的应用前景。
3. 汽车工业在汽车工业中，形状记忆合金可以用于发动机部件、悬架系统等零部件的制造。
形状记忆合金具有耐磨性、耐腐蚀性和高温性能，可以提高汽车零部件的使用寿命和可靠性。
形状记忆合金原理
形状记忆合金原理形状记忆合金（Shape Memory Alloy，SMA）是一种特殊的金属合金，其具有可以改变形状的独特属性。
这种合金能够在经过变形后恢复到其原始形状，这种能力引发了广泛的研究和应用。
本文将介绍形状记忆合金的原理及其在不同领域的应用。
一、形状记忆合金的原理形状记忆合金的主要成分是钛镍（TiNi）合金，也可以是铜铝锌（CuAlZn）合金或镍钛铝（NiTiAl）合金等。
它们具有一个共同的特点，即双相结构。
双相结构是由固溶相（A相）和细颗粒析出相（B相）组成的。
形状记忆合金的特殊性质归功于这种双相结构。
当形状记忆合金处于较低的温度时，所处于的相是B相，此时合金处于一种弹性变形的状态。
一旦形状记忆合金被加热到相变温度以上，合金会从B相转变为A相，并且在外力的作用下发生塑性变形。
当应力消失后，合金会在冷却过程中逐渐从A相回转到B相，恢复其原始的形状。
这个过程被称为形状记忆效应。
形状记忆合金的形状记忆效应主要是通过相变来实现的。
在相变过程中，合金的晶体结构会发生变化，从而改变了其机械性能。
实现形状记忆效应需要充足的形变应力和足够高的温度。
形状记忆合金的相变温度可以通过合金成分的调控来改变，以适应不同的应用要求。
二、形状记忆合金的应用领域形状记忆合金的独特特性使其在多个领域中得到了广泛的应用。
1. 医疗器械形状记忆合金在医疗器械领域中有许多应用。
例如，钛镍合金可以用于支架和夹具，用于骨折固定和骨重建手术。
利用形状记忆合金制造的支架可以在低温下引导到目标位置，然后通过加热恢复到原始形状，起到固定和支撑作用。
2. 汽车工业形状记忆合金在汽车工业中也起到了重要作用。
它们可以用于汽车座椅、门锁和变形机构等部件。
通过调节温度，形状记忆合金可以实现自动调整座椅形状，提供更高的舒适性和驾驶体验。
3. 航空航天形状记忆合金在航空航天领域中有着广泛的应用。
它们可以用于飞机外壳和涡轮发动机等部件。
形状记忆合金具有良好的耐腐蚀性和高温性能，可以承受极端的工作条件，提高飞机的安全性和性能。
1-2 形状记忆合金
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1-2 形状记忆合金
（a）未拉长
(b) 被拉长后
温度升高到95℃ 恢复原长 95℃时 (c)温度升高到95℃时恢复原长 单程TiNi记忆合金簧的动作变化情况 单程TiNi记忆合金簧的动作变化情况 TiNi
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1-2 形状记忆合金
• 从此掀起了形状记忆合金研究的热潮，并 从此掀起了形状记忆合金研究的热潮 掀起了形状记忆合金研究的热潮， 产生了多种实用化的新思想。 产生了多种实用化的新思想。新的形状记忆合 金应运而生。 金应运而生。表1-1给出了部分形状记忆合金 的组成以及热弹性马氏体的转变温度。 的组成以及热弹性马氏体的转变温度。 • 形状记忆合金 材料目前已 有 100 余 种 。 大 形状记忆合金材料目前已 100余 材料目前已有 致可分为两类： 致可分为两类 ： 一类是以过渡族金属为基的 合金， 另一类是贵金属的β 相合金。 合金 ， 另一类是贵金属的 β 相合金 。 但最引 NiCu-Zn人 注 目 的 是 Ni-Ti 基 合 金 、 Cu-Zn-Al 合 金 、 Cu-Al-Ni合金和Fe-Mn-Si合金等 Cu-Al-Ni合金和Fe-Mn-Si合金等。 合金和Fe 合金等。
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1-2 形状记忆合金
(1) 形状记忆热发动机
•1973 年美国试制成第一台利用海水温差发电 热机 。 它 1973年美国试制成第一台利用海水温差发电 热机。 年美国试制成第一台利用海水温差发电热机
是利用高温、低温时发生相变产生形状的改变， 是利用高温 、低温时发生相变产生形状的改变， 并伴随 极大的应力，实现机械能热能之间的相互转换。 极大的应力 ，实现机械能热能之间的相互转换。 其装置 是一个水平放置的轮子，轮辐是偏心结构， 是一个水平放置的轮子，轮辐是偏心结构，每个轮辐上 挂有用Ti Ni合金制成的 形环， Ti- 合金制成的U 挂有用 Ti-Ni合金制成的 U形环， 轮子下的水槽制成两个 半圆， 分别装入冷热水。 型环进入热水槽时， 半圆 ， 分别装入冷热水 。 当 U 型环进入热水槽时 ， 就突 然伸直，产生弹力 这种弹力有一部分 弹力。 一部分沿轮子的切线作 然伸直，产生弹力。 这种弹力有一部分 沿轮子的切线作 推动轮子旋转。当轮辐转入冷水槽内时， 用 ，推动轮子旋转。 当轮辐转入冷水槽内时，伸直的合 金丝又恢复弯曲形状。尽管这种热机只产生了0 金丝又恢复弯曲形状 。尽管这种热机只产生了0.5W的功 1983年功率已达 20W 年功率已达20 但发展前景十分诱人， 率 （ 至 1983 年功率已达 20W ） ， 但发展前景十分诱人 ， 可利用这种装置实现利用海水温差发电的梦想。 可利用这种装置实现利用海水温差发电的梦想。
形状记忆合金的应用原理
形状记忆合金的应用原理什么是形状记忆合金？形状记忆合金（Shape Memory Alloy，SMA），是一种能够记住自己形状的合金材料。
它具备两种不同的临界温度：A相临界温度和M相临界温度。
在低于A相临界温度时，SMA处于马氏体相（Martensite）；而在高于M相临界温度时，它处于奥氏体相（Austenite）。
因此，当受到外部力的作用或者温度变化时，SMA可以从一种相转变为另一种相。
形状记忆合金的应用形状记忆合金因其独特的形状记忆性能和超弹性，被广泛应用于多个领域。
下面是一些常见的形状记忆合金的应用：1.医疗领域形状记忆合金在医疗领域中的应用非常广泛。
例如，它可以用于制造医疗器械，如导管、支架等。
由于SMA具有记忆形状的能力，这些器械能够在进入人体后自行扩展、调整形状，提高手术的准确性和可控性。
2.航空航天领域形状记忆合金在航空航天领域的应用也非常广泛。
由于SMA具有调整形状的特性，它可以用于制造航空航天器的锁定机构、控制元件等。
这些元件能够适应不同的温度和力学环境，提升航空航天器的性能和安全性。
3.自动化领域形状记忆合金在自动化领域中的应用也越来越多。
例如，它可以用于制造自动马桶盖、自动窗帘等家居智能化产品。
通过利用SMA的形状记忆特性，这些产品能够实现自动开闭、伸缩等功能，提升用户体验。
4.机械领域形状记忆合金在机械领域中的应用也不容忽视。
例如，它可以用于制造高精密度的微调组件，如调焦机构、机械臂等。
利用SMA的形状记忆特性，这些组件能够实现精确的位置调节和灵活的动作控制。
形状记忆合金的工作原理形状记忆合金的工作原理是基于固相相变的特性，在变温或变形的作用下实现形状的记忆。
一个常见的形状记忆合金元件通常由两个相互转变的组织相组成：马氏体相（Martensite）和奥氏体相（Austenite）。
当形状记忆合金处于低于A相临界温度时，它处于马氏体相（Martensite）。
在这个相中，原子排列比较紧密，形成了一种略微畸变的结构。
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范性形变：固体受外力作用而使各点间相对位 形状记忆效应是指具有一定形状的固体材料，在某 置发生变化，当外力撤消后，固体 种条件下经过一定的塑性变形后，加热到一定温度时， 不能恢复原来形状，称之为“塑性 材料又完全恢复到变形前原来形状的现象。即它能记忆 母相的形状。具有形状记忆效应的合金材料即称为形状 形变”，又称为“范性形变”，与 记忆合金 （ shape memory alloy， 缩写SAM）。 之相对应的是“弹性形变”。
1-2 形状记忆合金
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图1-2 普通金属材料由滑移引起永久形 变时的原子移动和试料形状变化模式图
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1-2 形状记忆合金
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形状记忆合金材料应具备的条件： 1 马氏体相变是热弹性的 2 马氏体点阵的不变切变为孪生、亚结构孪晶或层错 3 母相和马氏体相均为有序点阵结构
图1-3
形状记忆效应和超弹性的示意图
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1-2 形状记忆合金
5.形状记忆合金的应用
• 从外观上看，形状记忆合金 不但能受热膨胀、伸长，也可以 受热收缩和弯曲，这主要取决于 它的原始形状。利用这一特性， 形状记忆合金在航天、机械、电 子仪器和医疗器械上有着广泛的 用途。
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1-2 形状记忆合金
航空航天工业中的应用
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（a）原始形状 （b）折成球形装入登月舱 （c）太阳能加热后 月球上使用的形状记忆合金天线
全程形状记忆效应：当加热时恢复高温相形状，冷却时变为 形状相同而取向相反的高温相形状的现象称为全程形状记忆 效应。
富镍的Ti-Ni合金
1-2 形状记忆合金
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（a）没放入热水前
(b) 放入热水后
(c)凉至室温后
双程CuZnAl记忆合金花的动作变化情况
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4. 形状记忆合金材料的发展
•
早在1951年美国的T.A.Read等在一次实验中偶然发现了金-镉 （Au-Cd）合金具有形状记忆特性，当时并未引起重视。1953年他 们又在铟-铊（In-Tl）合金发现这类效应。
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合金成分
呈现形状记忆效应的合金，其基本合金系就有 10 种以上，如果把相互组合的合金或者添加适 当元素的合金都算在内，则有100种以上。
得到实际应用的只有 Ti-Ni基合金、 Cu基合金以 及Fe基合金。
其余合金则因为有些化学成分不是常用元素而 导致价格昂贵，或者有些只能在单晶状态下使 用，不适于工业生产。
(d) 进一步回复后的形状
(e) 冷至室温后
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双程TiNi记忆合金花的动作变化情况
1 神奇的形状记忆合金
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(a) 原始形状 (b) 拉 直 (c) 加热后恢复 图 形状记忆效应简易演示实验
2016/4/27
1 神奇的形状记忆合金
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图 用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线
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1-2 形状记忆合金
1-2 形状记忆合金
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图1-4
Cu-Al-Ni-Ti形状记忆合 金电阻随温度的变化
1）Cu(金属)：温度 升高散射作用增大， 电阻率（ρ）升高； 温度下降散射作用减 小，电阻率（ρ）下 降； 2）Si（半导体）： 温度升高晶格散射加 剧会使μn减小，但激 发产生的载流子增多， 使ρ减小占优势，从 而使宏观电阻率ρ减 小，使Si呈现负温度 特性。
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马氏体相变
最早把钢中由奥氏体（母相）转变为马氏体的
相变称为马氏体相变。 材料组织的广泛基本特征属
马氏体相变型的相变产物统称为马氏体。 马氏体逆相变 马氏体相变具有可逆性，由马氏体向母相的相 转变过程，称为马氏体逆相变。
奥氏体
பைடு நூலகம்
马氏体
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马氏体相变
马氏体相变是一级、形核-长大和无扩散型的结构相变之一。
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1-2 形状记忆合金
3.形状记忆效应的三种形式
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单程形状记忆效应： 材料在高温下制成某种形状，在低温相时将其任意 变形，再加热时恢复为高温相形状，而重新冷却时 却不能恢复低温相时的形状。
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1-2 形状记忆合金
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双程形状记忆效应：加热时恢复高温相形状，冷却时恢复低 温相形状，即通过温度升降自发可逆地反复恢复高低温相形 状的现象称为双程形状记忆效应或可逆形状记忆效应。
(a)开口
(b)拉直
(c)插入
(d)加热
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形状记忆合金管接头具有高度的可靠性，不需熔焊的高温 高热，不会损害周围材料，在低温下易拆卸，便于检修检 查。 这种管接头在F-14战斗机上使用了10万个以上，从未出 现过漏油等事故。
这类管接头在核潜艇的管路连接上也可大量应用。
150mm 大口径管接头在海底输油管道及其修补工程上 得到应用。
无扩散型相变：是从原子迁移特征来分类，指相变时原子（或 离子）会发生移动，但相邻原子的相对位移不会超过原子间距 ，也不破坏原有的近邻关系，所以无扩散型相变不会改变固溶 体的成分；
一级相变：是从热力学来分类，如果相变时，化学势连续， 但一级偏导不连续，称为一级相变.
p V T
CuAlNi合金冷却过程中热弹性马氏体相变(马氏体长大)
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形状记忆效应原理 有序点阵结构的母相与马氏体相变的孪生结构具
有共格性，在母相——马氏体——母相的转变循环中，
母相完全可以恢复原状，这就是单程记忆效应的原因。
马氏体相变产生—结构相同、位向不同的马氏体变体
由于相邻变体可协调生成，微观上相变应变相互抵消
S T P
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马氏体相变的基本特征
1）马氏体相变没有一个特定的温度，而是在一个温度范围内进行
Ms为母相开始转变为 马氏体的温度；
Mf为马氏体相变完成 （几乎达到100％体积 分数）的温度。
As为马氏体经加热开始 逆相变为母相的温度；
Af为逆相变完成的温度。
马氏体相变特点
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2) 结晶学特征：马氏体是沿母相的惯习面 生长并与母相保持一定的取向关系，形成共 格晶界
3) 相变时不发生扩散，原子只做有规则的 重排而不进行扩散。 4) 马氏体转变速度很快，有时速度高达声 速。
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在某些合金中发现热弹性马氏体相变：
具有马氏体逆相变，且Ms与As点相差很小的合金，
无宏观变形
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原子排列面的切应变
结构相同，位向 不同的马氏体
变形前后M 结构未变
变体界面移动， 相互吞食
形状记忆效应机制示意图
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形状记忆合金晶体结构变化模型
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1-2 形状记忆合金
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普通金属去掉外力后能恢复到原来形状者仅限于0.5% 以下的应变量，而形状记忆合金的应变量可高达20%。
1-2 形状记忆合金
①Ni-Ti基合金
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其原子比为1∶1，是目前形状记忆合金中究最全面、记 忆性能最好的合金材料。强度高、塑性大、耐蚀性好、 稳定性好，具有优异的生物相容性，在医学上的应用是 其它形状记忆合金不能替代的 缺点：原材料价格昂贵，制造工艺困难，切削加工性 不良等。 近年来发展了一系列性能得到提高的材料，在 Ni-Ti 合金中加入其它元素，开发了Ni-Ti-Cu、Ni-Ti-Nb、 Ni-Ti-Cr、Ni-Ti-Fe等系列合金。需特别指出的是 研究人员在Ni-Ti合金中添加微量的Fe或Cr，可使 记忆合金的转变温度降到-100℃，适合在低温下工 作。 33
•③ 铁基合金
具有强度高，塑性好，价格便宜等优 点，正逐渐受到人们的重视并获得开发。如 Fe-Pt 、 Fe-Pd 、 Fe-Co-Ni-Ti 、 Fe-Mn-Si 、 Fe-Mn-Si-Cr 等 。 从价格上看，铁系形状记忆合金比 Ni-Ti 系和 Cu 系低 得多，易于加工，强度高，刚性好，所以是很有竞争 力的新合金系。
1-2 形状记忆合金
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•② Cu基合金 （Cu-Zn-Al，Cu-Ni-Al） 价格便宜，原
料来源充足，生产过程简单，良好的形状记忆效应，电 阻率小，导热性好，加工成形性能好。但长期或反复使 用时，形状恢复率会减小，是尚需探索解决的问题。开 发的Cu-Zn-Al和Cu-Ni-Al合金可在很宽的-100℃-300℃ 范围内调节。
（a）没放入热水前
(b) 放入热水后
(c)凉至室温后
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高温伸长的双程CuZnAl记忆合金弹簧的动作变化情况
1 神奇的形状记忆合金
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高温缩短的双程CuZnAl记忆合金弹簧的动作变化情况
2016/4/27
1 神奇的形状记忆合金
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(a) 放入热水前
(b) 放入热水后
(c) 得到一定回复后的形状
马氏体一旦生成可以随着温度降低继续长大，当温度
回升时，长大的马氏体又可以缩小，直至恢复到原来
的母相状态，即马氏体随着温度的变化可以可逆地长 大或缩小——热弹性马氏体相变
冷却
A
加热
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M
可逆性
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为使A(母相)-M(马氏体相)相变产生，M相的化学自 由能必须低于A相。 相变需要驱动力，不过冷到适当低于 T0(A 相和 M 相 化学自由能达到平衡)的温度，相变不能进行，
为什么形状记忆合金不“忘记”自己的“原形”呢？ 原来，在某些合金材料中会出现一种叫做热弹性马氏体 的晶相组织，这种组织的特点是：它的相变驱动力很小， 很容易发生相变。它能随着温度的升高而弹性地缩小或 9 长大，故称其为“热弹性马氏体”。
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奥氏体和马氏体
Fe在910℃以下为体心立方晶格结构的α-Fe，910℃ 以上为面心立方晶格结构的γ-Fe。 碳溶解到α-Fe中形成的固溶体为铁素体(F)；碳溶 解到γ-Fe中形成的固溶体为奥氏体(A)；如果奥氏 体以较大的冷却速度过冷，奥氏体中的碳原子没有 扩散的可能，奥氏体将直接转变成一种含碳过饱和 的固溶体，称为马氏体(M)。 由于含碳量过饱和，马氏体的强度和硬度高、塑性 低，脆性大。