高分子形状记忆合金的发展及趋势
2023年形状记忆合金行业市场需求分析
2023年形状记忆合金行业市场需求分析一、背景介绍形状记忆合金，又称为记忆合金或者智能材料，是一种可以记忆并恢复其原始形状的金属材料。
它可以被许多不同设计类型的形状所构建，主要是由两种不同类型的晶格所组成的。
这两种晶格分别被称为奥氏体（Austenite）和马氏体（Martensite）。
在物体在低温（通常是室温以下）下形成马氏体时会发生形状记忆效应。
形状记忆合金常用于许多应用领域，包括医疗器械和设备、智能建筑、汽车和航空航天等。
这种智能材料的独特特性和多种应用领域，使得形状记忆合金行业的市场需求呈现出不断增长的趋势。
二、市场需求分析（一）医疗器械和设备领域形状记忆合金在医疗器械和设备领域有广泛的应用。
例如，它可以用于制造支架和植入体等医疗器械，这些器械可以插入人体内部，并通过放热来释放药物或者血管介入治疗。
随着全球人口老龄化的日益严重以及越来越多的人需要手术，形状记忆合金在医疗领域的需求会不断增加。
（二）智能建筑领域在智能建筑领域，形状记忆合金可以用于制造智能玻璃和窗户。
这种智能材料可以根据室内外温度和光照情况自动调节透气度和能量效率，从而提高室内舒适度和节能效果。
随着全球对智能建筑的需求不断增加，形状记忆合金在该领域的需求也将随之增长。
（三）汽车和航空航天领域在汽车和航空航天领域，形状记忆合金可以用于制造发动机部件，如节气门和排气阀门等，以及制动系统和油管等。
这些部件通过形状记忆效应可以自动调节温度和压力，从而提高汽车和航空航天的效率和性能。
随着全球汽车和航空航天工业的不断发展，形状记忆合金在该领域的市场需求会不断增长。
三、结论总之，由于形状记忆合金具有许多独特的特性和多个应用领域，它在全球市场上的需求会不断增加。
尤其是在医疗、智能建筑、汽车和航空航天等领域，形状记忆合金的市场需求将会更加显著。
高分子形状记忆合金的发展及趋势
高分子形状记忆合金的发展及趋势摘要：本论文主要讨论形状记忆合金相关内容,扼要地叙述了形状记忆合金的发现以及发展历史和分类, 介绍了形状记忆合金在工程中应用的现状以及发展前景。
关键词：形状记忆合金、形状记忆合金效应、应用一、形状记忆分子材料的特性形状记忆合金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。
形状记忆合金具有的能够记住其原始形状的功能称为形状记忆效应。
研究表明, 很多合金材料都具有SME ,但只有在形状变化过程中产生较大回复应变和较大形状回复力的,才具有利用价值。
到目前为止,应用得最多的是Ni2Ti 合金和铜基合金(CuZnAL和CuAlNi)。
形状记忆合金作为一种特殊的新型功能材料,是集感知与驱动于一体的智能材料,因其功能独特,可以制作小巧玲珑、高度自动化、性能可靠的元器件而备受瞩目,并获得了广泛应用。
二、形状记忆合金的发展史1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到"记忆"效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。
1938年。
当时美国的在Cu-Zn合金小发现了马氏体的热弹件转变。
随后，前苏联对这种行为进行了研究。
1951年美国的Chang相Read在Au47·5Cd(％原子)合金中发现了行状记忆效应。
这是最早观察到金属形状记忆效应的报道。
数年后，Burkhart在In-Ti合金中观察到同样的现象。
然而在当时，这些现象的发现只被看作是个别材料的特殊现象而未能引起人们足够的兴趣和重视。
直至1962年，美国海军机械研究所r发现了Ni-Ti合金中的的形状记忆效应，才开创了“形状记忆”的实用阶断。
1969年，美国一家公司首次将Ni-Ti合金制成管接头应用于美国F14战斗机上；1970年，美国将Ti-Ni记忆合金丝制成宇宙飞船用天线。
形状记忆功能高分子材料的研究现状和进展
形状记忆功能高分子材料的研究现状和进展Value Engineering0引言随着社会的进步和科学技术的发展，一般的材料难以满足日益复杂的环境，因此需要具有自修复功能的智能材料———形状记忆材料。
20世纪50年代以来，各国相继研究出在外加刺激的条件（如光、电、热、化学、机械等）经过形变可以回复到原始形状的具有形状记忆功能的材料，它可分为三大类，形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物材料。
高分子产业的迅速发展，推动了功能高分子材料得到了蓬勃发展。
形状记忆聚合物材料的独特性，广泛应用于很多领域并发展潜力巨大，人们开始广泛关注[1]。
1功能高分子材料研究概况功能高分子材料是20世纪60年代的新兴学科，是渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。
由于它的内容丰富、品种繁多、发展迅速，成为新技术革命不可或缺的关键材料，对社会的生活将产生巨大影响。
1.1功能高分子材料的介绍功能高分子材料是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料，通常也可简称为功能高分子，也可称为精细高分子或特种高分子[2]。
1.2功能高分子材料分类可分为两类：第一类：以原高分子材料为基础上进行改性或其他方法，使其成为具有人们所需要的且各项性能更好的高分子材料；第二类：是具有新型特殊功能的高分子材料[3]。
1.3形状记忆功能高分子材料自19世纪80年代发现热致形状记忆高分子材料[4]，人们开始广泛关注作为功能材料的一个分支———形状记忆功能高分子材料。
和其它功能材料相比的特点：首先，原料充足，形变量大，质量轻，易包装和运输，价格便宜，仅是金属形状记忆合金的1％；第二，制作工艺方简便；形状记忆回复温度范围宽，而且容易加工，易制成结构复杂的异型品，能耗低；第三，耐候性，介电性能和保温效果良好。
记忆合金材料的研究与发展
记忆合金材料的研究与发展记忆合金材料（Shape Memory Alloy，SMA）是一种具有形状记忆性和超弹性的材料，它具有广泛的应用前景，可以用于医疗、航空、汽车、建造等诸多领域。
SMA的形状记忆性是指该材料可以在受到外力变形后自动恢复到原来形态，而超弹性是指SMA可以在受到外力时发生超弹性变形，这些独特的特性使得SMA备受瞩目。
SMA的研究起源于20世纪早期，当时，D. Goldstein和A. L. Greer等人随机发现了这种神奇的记忆合金材料。
之后，SMA一直得到全球科学家们的研究和应用。
在过去二十多年的发展过程中，SMA材料已经被广泛运用于航空、汽车、建造、医疗领域等，其中最重要的是航空领域。
SMA材料在航空领域中的作用是可以辅助机翼、空气扰流板等附加部件的自适应变形，以增加机翼的升力和空气动力性能，达到节能效果。
此外，也可以用SMA材料制成机身内部附加支撑系统，保证机身的安全性。
近年来，随着SMA材料的不断改进和应用范围的不断扩大，SMA已经被应用于飞机引擎领域，为飞机制造业带来了巨大的发展机遇。
在汽车制造领域，SMA材料的应用也已经起步。
其主要应用是利用SMA的超弹性和形状记忆性能为汽车制造节能和安全的新材料。
目前，美国通用电气公司已经利用SMA材料研制出一种称之为“Smart Metal”的新型材料，这种材料可以自动调节发动机控制系统，增加汽车的燃油效率和降低排放量。
在建造领域，SMA材料也已经被应用，并取得了一定的成果。
一些大型建筑物，如体育场馆、展览馆、博物馆等都有突出的结构形态和设计需求，SMA材料的结构可实现形状记忆，可用于地震防护、气候适应以及大跨度建筑物中的柱子、梁、拱。
医疗领域是SMA材料的另一大应用领域。
如果将SMA材料放入人体内，当材料受到体温、pH或磁场等外界刺激时，材料即可发生相应的变化，可用于制造支撑、夹持、植入等医用器械方面。
目前，SMA材料的研究和发展已经取得了重大的进展，但是，SMA材料的研究难度大，应用领域复杂，商业化应用仍处于发展初级阶段。
形状记忆合金的发展和应用说课材料
形状记忆合金的发展和应用形状记忆合金的发展和应用一.引言形状记忆合金((Shape Memory Al坷,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。
形状记忆合金具有的能够记住其原始形状的功能称为形状记忆效应(Shape Memory Effect, SME)。
形状记忆合金作为一种特殊的新型功能材料，是集感知与驱动于一体的智能材料，因其功能独特，可以制作小巧玲珑、高度自动化、性能可靠的元器件而备受瞩目，并获得了广泛应用。
二.形状记忆合金的发展历史与现状在金属中发现形状记忆效应最早可追溯到20世纪30年代。
1938年，美国的Greningerh和Moora-than在Cu-Zn合金中发现了马氏体的热弹性转变。
随后，前苏联的Kurdiumo、对这种现象进行了研究。
1951年，Chang和Read 在Au-47. 5 at 0 o Cd合金中用光学显微镜观察到马氏体界面随温度的变化而发生迁动。
这是最早观察到金属形状记忆效应的报道。
数年后，Burkhart在In-Ti 合金中观察到同样的现象。
然而在当时，这些现象的发现只被看作是个别材料的特殊现象而未能引起人们足够的兴趣和重视。
直到1963年，美国海军武器实验室的Buehler等人发现等原子比的Ti Ni合金具有优良的形状记忆功能，并成功研制出具有实用价值的形状记忆合金“Ni}-nol”以后，才引起了人们的广泛兴趣，对形状记忆合金的研究从此进入了一个新的阶段。
二、形状记忆合金的特性形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的材料。
这种材料在一定的状态及条件下}i经变形，但在加热至超过某一温度，或者卸除载荷后具有回复其原始形状的能力。
图I示意地说明形状记忆效应(以及超弹性效应)的特点。
一般合金的a一。
曲线如图la所示。
在弹性范围内时，应力与应变呈线性关系，当应力卸除后变形消失。
但当应力超过弹性限后，将产生塑性变形，在应力卸除后，材料的变形不能完全消除而有残余变形存在，即材料不能回复原状。
形状记忆合金的应用现状与发展趋势
形状记忆合金的应用现状与发展趋势
形状记忆合金是一种具有特殊形状记忆性能的功能性材料，具有高温
不变形、形状恢复性好、抗腐蚀性强等特点，因此在各种领域得到广
泛应用。
以下是形状记忆合金的应用现状与发展趋势：
一、医疗领域
形状记忆合金在医疗领域中的应用十分广泛，如在牙科种植、心脏支架、血管成形等方面都有所应用。
其中，心脏支架是目前形状记忆合
金在医疗领域应用最为成功的项目之一。
此外，形状记忆合金在骨科、口腔领域中也有一定的应用前景。
二、航空航天领域
形状记忆合金在航空航天领域中的应用主要体现在机械系统的控制、
传输和制造等方面。
其成为精密控制元件的一个重要应用领域，如发
动机控制、平衡状态控制以及控制气动力等都在其中。
三、电子电器领域
随着电子电器产品的不断推陈出新，形状记忆合金也应用于相关领域，如在小型电机、压电石英晶体谐振器及电导电缆等领域得到了广泛的
应用。
四、建筑及土木工程领域
形状记忆合金在建筑和土木领域的应用主要涉及到桥梁、隧道的检测和设备监测等方面。
通过利用形状记忆合金的变形特性，可以对各种设施进行实时监测，更好地维护安全。
五、冶金领域
冶金领域中，形状记忆合金主要应用于展开机构、铁路工程中用于绞车、卸料钳、铁路巨载等机器装备的零部件等领域，通过提高装备的智能化，提升装备的自适应性以及降低设备成本等。
总之，形状记忆合金因其独特的材料特性，可以应用于多个领域，具有无限的发展前景。
高分子材料的形状记忆性能研究
高分子材料的形状记忆性能研究形状记忆材料是一类具有特殊性能的材料，在受到外界刺激时能够回复其原有形状。
这一特性在许多领域都有潜在应用，例如医疗、电子、航空航天等。
而高分子材料是一类常见的形状记忆材料，其研究一直备受关注。
本文将探讨高分子材料的形状记忆性能，以及相关研究进展和应用前景。
1. 形状记忆材料的原理形状记忆材料具有两个基本状态：一是其正常状态，也称为高温状态，该状态下材料保持着其所具有的原始形状；二是其特殊状态，也称为低温状态，该状态下材料会发生一定程度的形状变化。
形状记忆材料的形状记忆性能主要依赖于两种基本原理：热致形状记忆效应和应力驱动形状记忆效应。
2. 高分子材料的形状记忆性能高分子材料是一类具有长链结构的聚合物材料，其形状记忆性能主要通过调控其结构和组成来实现。
高分子材料的形状记忆性能可以通过改变温度、应力或其他外界刺激来实现形状的转变和恢复。
具体而言，高分子材料的形状记忆性能可以通过以下几个方面来评价和研究：转变温度、形状记忆率、形状恢复速度和循环稳定性。
3. 影响高分子材料形状记忆性能的因素在研究高分子材料的形状记忆性能时，有许多因素会对其性能产生影响。
其中，材料的结构和组成是最为重要的因素之一。
高分子材料的结构可以通过控制聚合物的交联度、分子量以及交联点的类型和密度来实现对形状记忆性能的调控。
此外，材料的加工方法、处理过程、外界刺激等也会对形状记忆性能产生影响，因此需要对这些因素进行精确控制和研究。
4. 高分子材料形状记忆性能的研究进展高分子材料的形状记忆性能一直备受研究者的关注。
近年来，许多新型材料和制备方法被提出和应用于高分子材料的形状记忆性能研究中。
例如，利用纳米颗粒增强材料的形状记忆性能，通过界面改性增加材料的形状恢复速度等。
这些研究为高分子材料的形状记忆性能提供了新的途径和思路。
5. 高分子材料形状记忆性能的应用前景高分子材料的形状记忆性能在众多领域具有广阔的应用前景。
浅谈形状记忆合金材料的未来的现状及发展
科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界瑞典人奥兰德于1932年发现了“记忆”效应。
即在经过加热到一定温度的时候,合金的形状可以变化会改变之前的形状。
所以这种具有特殊性能的金属被人们称作“记忆合金”。
记忆合金问世的80多年来,经过长足的发展,它已经为科学领域做重了重要的贡献,并且它的作用还在向其他各领域无限延伸。
1形状记忆合金材料的发展历程1963年,美国海军军械研究所的比勒在研究工作中发现了每种将元素按照一定重量比组成的形状记忆合金都有一个转变温度;在这一温度以上将该合金加工成一定的形状,然后将其冷却到转变温度以下。
如果人为地改变其形状后再加热到转变温度以上,该合金便会自动地恢复到原先在转变温度以上加工而成的形状。
这一发现确定了“形状记忆合金”的的存在。
接着在1969年,镍-钛合金的“形状记忆效应”首次实现了在工业上应用,美国于某种喷气式战斗机的油压系统中应用了镍-钛合金的接头以保证其在温度变化的过程中发生形变,形成牢固紧密的连接。
事实证明这很成功,运用了该种合金后从未发生过漏油、脱落或者是破损等事故。
同年,在人类历史上具有迈进一大步的重要意义的美国“阿波罗”号登月过程中,也应用了形状记忆合金,运用记忆合金制作的直径数米的半球形天线事先被压成一团,装进登月舱带上了天。
到达月球将其取出之后,在阳光的照耀下温度升高,它又“记”起了自己原来的形状,完成了月球和地球之间的信息传输。
而随着技术的不断创新,对形状记忆合金的应用逐渐拓展到机械电子产品、生物医疗等各个方面。
在1970年时,美国就曾用记忆合金制作了F-14战斗上的低温配合连接器。
2形状记忆合金材料的应用现状根据不同的热力载荷条件,形状记忆合金共呈现出了两种性能。
包括“形状记忆效应”和“伪弹性”。
根据形变的效应可将“形状记忆效应分为三种”,这是根据合金产品在温度变化条件下所能够发生的形变现象进行区分。
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高分子形状记忆合金的发展及趋势
摘要：本论文主要讨论形状记忆合金相关内容,扼要地叙述了形状记忆合金的发现以及发展历史和分类, 介绍了形状记忆合金在工程中应用的现状以及发展前景。
关键词：形状记忆合金、形状记忆合金效应、应用
1.形状记忆分子材料的特性
形状记忆合金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。
形状记忆合金具有的能够记住其原始形状的功能称为形状记忆效应。
研究表明, 很多合金材料都具有SME ,但只有在形状变化过程中产生较大回复应变和较大形状回复力的,才具有利用价值。
到目前为止,应用得最多的是Ni2Ti 合金和铜基合金
形状记忆合金作为一种特殊的新型功能材料,是集感知与驱动于一体的智能材料,因其功能独特,可以制作小巧玲珑、高度自动化、性能可靠的元器件而备受瞩目,并获得了广泛应用。
1.1单程记忆效应：
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，这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。
1.2双程记忆效应：
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，称为双程记忆效应。
1.3全程记忆效应：
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，称为全程记忆效应。
2.形状记忆效应的应用
迄今为止,形状记忆合金在空间技术、医疗器械、机械器具、电子设备、能源开发、汽车工业及日常生活各方面都得到了广泛的应用,总的来说,按使用特性的不同,可归纳为下面几类:
2.1.自由回复
SMA 在马氏体相时产生塑性形变,温度升高自由回复到记忆的形状。
自由回复的典型例子是人造卫星的天线和血栓过滤器。
美国航空航天局(NASA) 将Ti2Ni
合金板或棒卷成竹笋状或旋涡状发条,收缩后安装在卫星内。
发射卫星并进入轨道后,利用加热器或太阳能加热天线,使之向宇宙空间撑开。
血栓过滤器把Ni2Ti 合金记忆成网状,低温下拉直,通过导管插入静脉腔,经体温加热后,形状变为网状,可以阻止凝血块流动。
有人设想,利用形状记忆合金制作宇宙空间站的可展机构,即以小体积发射,于空间展开成所需的形状,这是很有吸引力的机构。
2.2.强制回复
强制回复最成功的例子是SMA 管接头。
事先把内径加工成比被接管外径小
4 % ,当进行连接操作时,首先把管接头浸泡在液态空气中,在低温保温状态下扩径后,把被接管从两端插入,升高温度,内径回复到扩径前的状态,把被接管牢牢箍紧。
利用SMA 制作的脑动脉瘤夹可夹住动脉瘤根部,防止血液流入,使动脉瘤缺血坏死。
本田等人用厚度为015mm 的Ti2Ni 板制作的Ag2TiNi 复合夹满足小而轻、装卸简便等要求,效果良好。
此外,类似的用途还有电源连接器、自紧固螺钉、自紧固夹板、固定销、密封垫圈、接骨板和脊柱侧弯娇形哈伦顿棒等。
2.3.动力装置
有些应用领域,要求形状记忆元件在多次循环往复运动中对外产生力的作用。
温度继电器和温度保持器、自动干燥箱、电子灶、热机、卫星仪器舱窗门自动启闭、自动火警警报器、热敏阀门、液氨泄漏探测器、煤气安全阀、通风管道紧急启动闸门、自动收进烟头的烟灰盒及人工心脏等都属于这种应用类型。
1997 年美国航空航天局(NASA) 的科学家利用长3cm ,直径0115mm(01006″) 的Ni-Ti SMA 驱动火星探测器上的太阳能电池挡板,加热SMA ,使其收缩,通过传动装置,打开太阳能电池上的玻璃挡板,电池充电。
充电结束后,偏置弹簧重新使挡板复位。
挡板的有效开合可起到防尘的目的。
2.4.精密控制
因为SMA 的相变发生在一定温度范围而不是某一固定温度点,我们往往只利用一部分形状回复,使机械装置定位于指定的位姿。
微型机器人、昆虫型生物机械、机器人手抓及微型调节器、笔尖记录器及医用内窥镜都属于这一类。
形状记忆合金用作机器智能人的执行器,集传感、控制、换能、制动于一身,具有仿真性好、控制灵活、动作柔顺、无振动噪声、易于结构微型集成化等优点。
日本的日立公司已研制出具有13个自由度的能拣取鸡蛋的机器人。
俄罗斯St1Petersburg 机器人及控制技术学院在Cu-Al-Ni 基合金材料的研究基础上,研制出了拟人机械手(115m 长) ,其手爪能移动200kg的物体。
该研究小组还给出了手爪的精确控制系统。
医学上用到的具有多自由度能弯曲转入肠道内诊断疾病,进行手术的机器人也属于这一类型。
现有的大肠镜的直径为10～20mm ,这种内窥镜的直径为13mm ,因此它特别适用于作大肠镜。
诊断过程中,医生一边看纤维镜中的图象,
一边移动操纵杆给出前端的第1 ,2 节弯曲角指令和内窥镜前进、后退指令,通过计算机进行柔性控制,使内窥镜能够平滑地沿着通路前进或后退,大大减小了患者的痛苦,也增加了诊断的准确性。
随着目前超大规模集成电路技术的飞速发展,可进一步制成微米级甚至更小的超微仿生物。
2.5.超弹性应用
SMA 的伪弹性在医学上和日常生活中得到了广泛的应用,市场上的很多产品都应用了SMA 的伪弹性(超弹性) 性质。
主要有牙齿娇形丝、人工关节用自固定杆、接骨用超弹性Ni2Ti 丝、玩具及塑料眼镜镜框等。
Ni2Ti 丝用于娇形上,即使应变量高达10 %也不会产生塑性变形,而且应力诱发马氏体相变的过程中,应变增大较多时矫正力却增加很少。
故能保持适宜的矫正力,既可保证疗效,也可减轻患者的不适感。
3.前景展望
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、功能可靠性、生物相容性和细胞毒性等方面的基础数据资料。
可以预言,随着对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统。
4.结语
记忆合金目前已发展到几十种，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。
这些研究表明我们已经做出了一个迈步，但我们需要将这一步迈的更大。
加以时日，它将大展宏图、造福于人类。
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