记忆金属
演示实验_记忆金属
演示实验：记忆金属记忆金属（memory metal），又叫形状记忆合金。
这种合金可以被变成任何你想要的形状，在较低的温度下合金可以被拉伸，但若对它重新加热，它恢复原状。
记忆金属利用的是某些合金（主要是镍钛合金材料）在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律。
记忆金属具有以下特点：1.弯曲量大，塑性高；2.在记忆温度以上恢复以前形状；3.物理特性：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化。
可分为单程记忆效应、双程记忆效应及全程记忆效应。
形状记忆合金的研究、发现至今为止已有十几种记忆合金体系。
包括Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等，在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着用途，而且发展趋势十分可观。
实验原理：（热弹性马氏体相变）形状记忆合金的高温相具有较高的结构对称性，通常为有序立方结构。
在Ms温度以下,单一取向的高温相转变成具有不同取向的马氏体变体。
当在Ms温度以下使这种材料变形以制成元件时，材料内与应力方向处于不利地位的马氏体变体不断消减；处于有利地位的则不断生长。
最后转变成具有单一取向的有序马氏体的元件。
如再度加热到As点以上，这种对称性低的、单一取向的马氏体发生逆转变时，又形成先前的单一取向的高温相。
对应于这种微观结构的可逆性转变，便恢复了材料在高温时的宏观形状，这就是所谓的单程形状记忆。
经过某种工艺处理的记忆元件，冷却到Ms以下时,可恢复到低温时的形状,则称为双程形状记忆效应实验应用。
应用（1）利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。
如管接头、天线、套环等。
（2）外因性双向记忆恢复。
即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升降做反复动作，如热敏元件、机器人、接线柱等。
物理演示实验报告_记忆金属
物理演示实验-记忆金属13151052 管杰一实验现象记忆金属水车，水车上面每个端点都有两块记忆金属，在空气中的摆向是一个方向，但在热水中时，它会自动摆向另一个方向，这样宏观上看着水车在自动的运行。
而另一个装着热水的盘里，放入的弹簧有自动变长和自动变短的，当拿回到空气中时，又变回起始的状态。
二实验原理记忆金属水车是利用记忆金属的“形状记忆效应”。
形状记忆效应是指一定形状的固体材料，在某一温度下经过塑性变形后，通过某一激励，材料又恢复到初始形状的现象，而该激励就是温度。
这个温度称为变态温度，而每种金属都有自己的变态温度。
具体分析是在空气中记忆金属保持一个方向，当浸入到热水中时，经过热水的激励，金属会发生形状的变态，会偏向另一个方向，这当中金属给予水一个作用力，当然水也会反给金属一个反作用力，如此就推动水车运行。
三应用1 人造卫星天线中，利用太阳能或其他热源激励卷曲的天线在太空中展开。
2 在能量转换中，利用记忆金属高低温时的相变，伴随着形状的改变产生应力，实现热能和机械能的转换。
“你在一个清朗的夏夜，望着繁密的闪闪群星，有一种可望不可即的失望吧，我们真的如此可怜吗？不，绝不！我们必须征服宇宙。
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但纪录片《钱学森》却赋予了钱学森有血有肉的人物形象。
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五年漫漫归国路,十载矻矻两弹成.在大西洋的彼岸,他曾是冯卡门引以为荣的学生,就在他将要在自己追求的尖端领域里风生水起之际,共和国的诞生激起了他心中那深藏的拳拳报国之心.纵使美国方面的层层阻碍和扣留,但是“大火无心云外流，登楼几见月当头。
记忆金属原理
记忆金属原理
记忆金属是一种具有形状记忆效应的金属材料，它可以在受到外部力作用时发生形状变化，并在去除外部力后恢复原来的形状。
记忆金属的原理主要是基于其特殊的晶体结构和相变特性。
在本文中，我们将详细介绍记忆金属的原理及其应用。
首先，记忆金属的原理与其晶体结构密切相关。
记忆金属通常是指铜、铝、镍等金属合金，其中最常见的记忆金属是镍钛合金。
这些金属合金具有特殊的晶体结构，其中包含了大量的马氏体相和奥氏体相。
在低温下，记忆金属处于马氏体相，此时材料具有较强的塑性变形能力；而在高温下，记忆金属处于奥氏体相，此时材料呈现出较强的弹性形变能力。
其次，记忆金属的原理还与相变特性有关。
记忆金属在相变过程中会伴随着形状记忆效应的产生。
当记忆金属处于马氏体相时，可以通过外部力使其发生形变，并在去除外部力后，记忆金属会自动恢复原来的形状。
这种形状记忆效应是记忆金属的核心原理，也是其在实际应用中的关键特性。
最后，记忆金属的原理在实际应用中具有广泛的应用价值。
记忆金属可以用于制造各种形状记忆合金零件，如形状记忆弹簧、形状记忆阀门、形状记忆夹具等。
此外，记忆金属还可以应用于医疗器械领域，如制造支架、植入物等，利用其形状记忆效应来实现精准植入和形状修复。
总之，记忆金属的原理是基于其特殊的晶体结构和相变特性，通过外部力的作用实现形状记忆效应。
记忆金属具有广泛的应用前景，将在材料科学、医疗器械等领域发挥重要作用。
希望本文能够为读者对记忆金属的原理有所了解，并对其应用价值有所启发。
记忆金属PPT课件
记忆金属概述
1.3 记忆金属的应用
医学应用：
TiNi合金的生物相容性很好，利用其形状记忆效应和超弹 性的医学实例相当多。如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形 丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、避孕器、心脏 修补元件、人造肾脏用微型泵等。
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记忆金属又叫形状记忆合金
记忆金属概述
1.1 记忆金属的定义
形状记忆合金(Shape Memory Alloys，简称SMA)是一种能够 记忆原有形状的智能材料。当合金在低于相变态温度下，受到 一有限度的塑性变形后，可由加热的方式使其恢复到变形前的 原始形状，这种特殊的现象称为形状记忆效应（Shape Memory Effect，简称SME）。而当合金在高于相变态温度下， 施以一应力使其受到有限度的塑性变形（非线性弹性变形）后， 可利用直接释放应力的方式使其恢复 到变形前的原始形状，此 种特殊的现象又称为拟弹性（Pseudo Elasticity，简称PE）或 超弹性（Super Elasticity），表现为这种合金能承载比一般金 属大几倍甚至几十倍的可恢复应变。这两种形状记忆合金所拥 有的独特性质在普通金属或合金材料上是无法发现的。
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记忆金属概述
1.3 记忆金属的应用
工业应用：
（1）利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。如管接头、天 线、套环等。
（2）外因性双向记忆恢复。即利用单程形状记忆效应并借助 外力随温度升降做反复动作，如热敏元件、机器人、接线柱等。
记忆金属
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1.2 记忆金属的发展
早在1951年美国人在一次试验中偶然发现了金-镉合金有 形状记忆特性，当时并未引起重视， 1953年又在铟-铊合金发现这类效应， 1963年发现镍-钛合金具有形状记忆特性后，掀起了这类 合金研究的热潮，并产生了多种实用化的新思想，新的形状 记忆合金应运而生，后来还发现了具有双向记忆效应，即铆 钉如用双向记忆合金制作时，把铆好的铆钉重新降温后，铆 钉又会变直，
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1.1 记忆金属的定义 1.2 记忆金属的发展 1.3 记忆金属的应用
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1.1 记忆金属的定义
特点总结
1.弯曲量大，塑性高 2.在记忆温度以上恢复以前形状。 3.物理特性：当温度达到某一数值时，材料内部的 晶体结 构会发生变化，从而导致了外形的变化。 4.无磁性、耐磨耐蚀、无毒性
记忆金属知识点总结
记忆金属知识点总结记忆金属，也被称为形状记忆合金，是一种能够通过控制温度、应力或磁场改变形状的特殊金属材料。
其最常见的代表就是尼钛（Ni-Ti）合金，又被称为“超弹性合金”，因其在形状记忆及超弹性方面表现出色而备受关注。
记忆金属的发现和发展，为工程技术领域带来了新的可能性，本文将就记忆金属的性质、应用与工艺等方面进行深入探讨。
一、记忆金属的基本性质1. 形状记忆效应记忆金属具有独特的形状记忆效应，即在一定的条件下，能够记住和保持其所预设的形状，并在一定的外部刺激下（如温度变化、应力加载等）返回到其预设的形状。
这种特性极大地拓展了金属材料的应用领域，使其能够应用于自适应材料、医疗器械、精密仪器等领域。
2. 超弹性记忆金属具有超弹性特性，即在外加应力下会经历一定的形变，但材料在去除应力后会迅速恢复到原始的形状。
这一特性使得记忆金属材料在工程应用中能够发挥出更大的作用，如在医疗器械中用于心血管支架、矫形器械等，都能够有效地减轻对患者的创伤。
3. 高导电性和导热性记忆金属材料具有较好的导电性和导热性，能够在电子器件、传感器等方面发挥重要作用。
该特性使得记忆金属材料在现代科技领域具有广泛的应用前景，为电子产品的性能提升提供了更多可能性。
二、记忆金属的应用领域1. 医疗器械记忆金属材料在医疗器械领域应用广泛，主要用于心血管支架、矫形器械、牙齿矫正器械等。
其形状记忆效应和超弹性使得这些器械能够更好地适应人体的形态变化，减轻患者的痛苦，提高治疗效果。
2. 自适应材料记忆金属材料可以被设计成能够对外部刺激做出相应变化的自适应材料，被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
如在建筑领域中，可以利用其形状记忆效应来设计变形窗户、可调节隔板等产品，提高建筑物的节能环保性能；在汽车领域，可以利用其形状记忆效应来设计自适应车身，提高汽车的安全性能。
3. 智能材料记忆金属材料在智能材料领域有着广泛的应用前景，比如在航空航天领域可以利用其形状记忆效应来设计“智能”机翼、发动机零部件等，提高飞机的飞行性能和安全性能。
血管支架类生物医用材料系列4--记忆金属材料
3.
有关记忆金属NITINOL的基本事实
4. 其基本组成成分一般为镍钛原子数各一半(即50% atomic each; 或55-57%Wt的镍和43-45%Wt左右的 钛,镍钛两者比例的略为变化会对材料的性质产生重 大影响;其它微量元素Cu, Nb, Fe, Hf 可加入以调整 镍钛形状记忆合金的性质
Because the material can change from one phase to the other with a simple shearing motion of the atoms within the crystal structure and no diffusion or large movement of atoms is required, the transition can occur virtually instantly; and more over, the “tilted” twin forms of the martensite can be flipped to the opposite “tilt” by the application of stress without damaging the crystal structure).
微创手术与介入医疗工程学导论
有关记忆金属的基本事实:
2. 镍钛合金的记忆效应是美国海军兵工实验室( Naval Ordinance Laboratory)的Wiley 和Buechler 1962年 偶然发现的。 在医学上常用的记忆合金为镍钛（Ni-Ti ）合金或 称Nitinol,取自(Nickel/ Titanium / Naval Ordinance Laboratory).
Shape Memory Effect:
记忆金属应用有哪些？
我们今天要讲的记忆金属。记忆金属也叫做形状记忆合 金，它是一种比较特别的金属条，很容易被弯曲，塑性 相当高。下面我们去看一下记忆金属的应用有哪些？工 业应用：(1)利用单程形状记忆效应的单向
侧骨皮质记忆合金钉10、一种记忆合金易拆卸环抱式加 压接骨器11、记忆合金无声脉动电机12、记忆合金脊柱 棒13、形状记忆合金温控器14、灭火器用记忆合金弹簧 收缩式感温驱动装置以上金属在特定的温度 条件下可以改变外形，人们正是利用它的这种特性研究 制造出了很多有用的东西，使生活的各方面更加快捷方 便。目前来说，记忆金属合金有几十种，它们
在航空航天、工业、农业、军事、医疗等各个领域都发 挥着极大的作用，而且发展前途十分可观。 阻火圈厂家 信息概括进口o型圈厂家及应注意的问题
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论文查重 ty92htvv
世纪将成为材料电子学的时代。形状记忆合金的机器人 的动作除温度外不受任何环境条件的影响，可望在反应 堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手。其他 应用：1、钛镍形状记忆合金下尿路扩展支架
2、记忆合金食道支架3、记忆合金作为防伪材料的应用4、 医用高强度记忆合金矫形棒5、一种记忆合金薄壁管内支 架6、网格状记忆合金超弹性文胸托杯7、记忆合金人体 椎体8、记忆合金防伪标志9、单
形状恢复。如管接头、天线、套环等。(2)外因性双向记 忆恢复。即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升 降做反复动作，如热敏元件、机器人、接线柱等。(3)内 因性双向记忆恢复。即利用双程记忆
效应随温度升降做反复动作，如热机、热敏元件等。但 这类应用记忆衰减快、可靠性差，不常用。(4)超弹性的 应用。如弹簧、接线柱、眼镜架等。医学应用：TiNi合金 的生物相容性很好，利用其形状记
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形状记忆合金论文
二十一世纪将是材料 -电子一体化的世纪。
作为新型功能材料家庭中的重要成员 ,形状记忆合金在工程机械和日常生活中得到了广泛的应用。
由形状记忆合金构成的结构简单、控制灵活、功率密度大的各类记忆合金驱动器 ,在轻型机器人及小型化系统中具有独特的技术优势。
形状记忆合金是一种特殊的合金，存在一个记忆温度，在记忆温度以下可以任意加工，当温度回到记忆温度时，可以恢复到加工前的形状。
1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到"记忆"效应。
?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正方形、三角形等形状，再放在40?℃以上的热水中，该合金丝就恢复成原来的弹簧形状。
1969年，镍--钛合金的“形状记忆效应”首次在工业上应用。
人们采用了一种与众不同的管道接头装置。
为了将两根需要对接的金属管连接，选用转变温度低于使用温度的某种形状记忆合金，在高于其转变温度的条件下，做成内径比待对接管子外径略微小一点的短管(作接头用)，然后在低于其转变温度下将其内径稍加扩到该接头的转变温度时，接头就自动收缩而扣紧被接管道，形成牢固紧密的连接。
1969年7月20日，美国宇航员乘坐“阿波罗”11号登月舱在月球上首次留下了人类的脚印，并通过一个直径数米的半球形天线传输月球和地球之间的信息。
这个庞然大物般的天线就是用一种形状记忆合金材料，先在其转变温度以上按预定要求做好，然后降低温度把它压成一团，装进登月舱带上天去。
放置于月球后，在阳光照射下，达到该合金的转变温度，天线“记”起了自己的本来面貌，变成一个巨大的半球。
?
形状记忆合金的特点是：弯曲量大，塑性高，?在记忆温度以上恢复以前形状。
形状记忆合金分为以下几类：?
1、单程记忆效应合金：形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状。
??
2、双程记忆效应合金：某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状。
??
3、全程记忆效应合金：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低温相形状。
??
形状记忆合金由于具有许多优异的性能，因而广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。
??1、航空航天工业中的应用：?形状记忆合金已应用到航空和太空装置。
如用在军用飞机的液压系统中的低温配合连接件，欧洲和美国正在研制用于直升飞机的智能水平旋翼中的形状记忆合金材料。
由于直升飞机高震动和高噪声使用受到限制，其噪声和震动的来源主要是叶片涡流干扰，以及叶片型线的微小偏差。
这就需要一种平衡叶片螺距的装置，使各叶片能精确地在同一平面旋转。
目前已开发出一种叶片的轨迹控制器，它是用一个小的双管形状记忆合金驱动器控制叶片边缘轨迹上的小翼片的位置，使其震动降到最低。
??还可用于制造探索宇宙奥秘的月球天线，人们利用形状记忆合金在高温环境下制做好天线，再在低温下把它压缩成一个小铁球，使它的体积缩小到原来的千分之一，这样很容易运上月球，太阳的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。
另外，在卫星中使用一种可打开容器的形状记忆释放装置，该容器用于保护灵敏的锗探测器免受装配和发射期间的污染。
2、机械电子产品中的应用：?1970美国用形状记忆合金制作?F-14?战斗上的低温配合连接器，随后有数以百万以上的连件的应用。
形状记忆合金作为低温配合连接在飞机的液压系统中及体积较小的石油、石化、电工业产品中应用。
另一种连接件的形状是焊接的网状金属丝，用于制造导体的金属丝编织层的安全接头。
这种接件已经用于密封装置、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。
将形状记忆合金制作成一个可打开和关闭快门的弹簧，用于保护雾灯免于飞行碎片的击坏。
用于制造精密仪器或
精密车床，一旦由于震动、碰撞等原因变形，只需加热即可排除故障。
在机械制造过程中，各种冲压和机械操作常需将零件从一台机器转移到另一台机器上，现在利用形状记忆合金开发了一种取代手动或液压夹具，这种装置叫驱动汽缸，它具有效率高灵活，装夹力大等特点。
3、生物医疗上的应用：用于医学领域的?TiNi?形状记忆合金，除了利用其形状记忆效应或超弹性外，还应满足化学和生物学等方面的要求，即良好的生物相容性。
TiNi?可与生物体形成稳定的钝化膜。
目前，在医学上?TiNi?合金主要应用有：?(a)牙齿矫形丝?用超弹性?TiNi?合金丝和不锈钢丝做的牙齿矫正丝，其中用超弹性?TiNi?合金丝是最适宜的。
通常牙齿矫形用不锈钢丝?CoCr?合金丝，但这些材料有弹性模量高，弹性应变小的缺点。
为了给出适宜的矫正力，在矫正前就要加工成弓形，而且结扎固定要求熟练。
如果用?TiNi?合金作牙齿矫形丝，即使应变高达10%也不会产生塑性变形，而且应力诱发马氏体相变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。
??(b)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，所以有必要进行外科手术矫形。
目前这种手术采用不锈钢制哈伦敦棒矫形，在手术中安放矫形棒时，要求固定后脊柱受到的矫正力保持在30～40kg以下，一但受力过大，矫形棒就会破坏，结果不仅是脊柱，而且连神经也有受损伤的危险。
同时存在矫形棒安放后矫正力会随时间变化，大约矫正力降到初始时的30%时，就需要再进行手术调整矫正力，这样给患者在精神和肉体上都造成极大痛苦。
采用形状记忆合金制作的哈伦顿棒，只需要进行一次安放矫形棒固定。
如果矫形棒的矫正力有变化，以通过体外加热形状记忆合金，把温度升高到比体温约高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、日常生活应用：?(a)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、浴盆和浴室的热水意外烫伤；这些阀门也可用于旅馆和其他适宜的地方。
如果水龙头流出的水温达到可能烫伤人的温度(大约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并抗磨损，由于?TiNi?合金所具有的柔韧性已使它们广泛用于改变眼镜时尚界。
用超弹性?TiNi?合金丝做眼镜框架，即使镜片热膨胀，该形状记忆合金丝也能靠超弹性的恒定力夹牢镜片。
这些超弹性合金制造的眼镜框架的变形能力很大，而普通的眼镜框则不能做到。
??c)移动电话天线和火灾检查阀门?使用超弹性TiNi金属丝做蜂窝状电话天线是形状记忆合金的另一个应用。
过去使用不锈钢天线，由于弯曲常常出现损坏问题。
使用TiNi形状记忆合金丝移动电话天线，具有高抗破坏性受到人们普遍欢迎。
因此常用来制作蜂窝状电话天线和火灾检查阀门。
火灾中，当局部地方升温时阀门会自动关闭，防止了危险气体进入。
这种特殊结构设计的优点是，它具有检查阀门的操作，然后又能复位到安全状态；这种火灾检查阀门在半导体制造业中得到使用，在半导体制造的扩散过程中使用了有毒的气体；这种火灾检查阀也可在化学和石油工厂应用。
5、其他方面的应用：?在工程和建筑领域用?TiNi?形状记忆合金作为隔音材料及探测地震损害控制的潜力已显示出来。
已试验了桥梁和建筑物中的应用，因此作为隔音材料及探测损害控制的应用已成为一个新的应用领域。
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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重视，应用前景更广阔。