形状记忆合金在建筑工程中的应用
建筑阻尼器分类
建筑阻尼器分类建筑阻尼器是一种用于减震和减振的装置，广泛应用于高层建筑、桥梁、塔楼等结构中。
根据其结构和工作原理的不同，可以将建筑阻尼器分为几类。
一、摩擦阻尼器摩擦阻尼器是一种常见的建筑阻尼器，它利用材料之间的摩擦力来吸收和消耗结构的振动能量。
摩擦阻尼器通常由两个平行的金属板之间夹有一定厚度的摩擦材料组成，当结构发生振动时，板的相对滑动会产生摩擦力，从而减小结构的振幅。
摩擦阻尼器适用于抗震性能要求不高的建筑，如住宅、商业建筑等。
二、液体阻尼器液体阻尼器是利用流体的粘滞阻力来减震的装置。
液体阻尼器通常由一个密封的容器、流体以及阻尼液压缸或阻尼阀组成。
当结构发生振动时，流体在阻尼液压缸中流动，通过液体的粘滞阻力来消耗振动能量，从而减小结构的振幅。
液体阻尼器适用于振动频率较高且抗震性能要求较高的建筑，如桥梁、高层建筑等。
三、摆锤阻尼器摆锤阻尼器是一种利用摆锤的运动来减振的装置。
它由一个或多个摆锤和摆杆组成，安装在结构上方。
当结构发生振动时，摆锤会随着结构的振动而产生摆动，通过摆锤的惯性力来消耗振动能量，从而减小结构的振幅。
摆锤阻尼器适用于抗震性能要求较高的建筑，如塔楼、烟囱等。
四、形状记忆合金阻尼器形状记忆合金阻尼器是一种利用形状记忆合金的特性来减振的装置。
形状记忆合金是一种具有记忆性能的合金材料，当受到外力作用时，能够改变自身的形状，当外力消失时，又能恢复原来的形状。
形状记忆合金阻尼器通过形状记忆合金的形状变化来消耗振动能量，从而减小结构的振幅。
形状记忆合金阻尼器适用于抗震性能要求较高且需要长寿命的建筑，如大型桥梁、高层建筑等。
五、电磁阻尼器电磁阻尼器是一种利用电磁力来减振的装置。
它由电磁铁和磁铁之间的间隙组成，当结构发生振动时，电磁铁会受到激励电流的作用而产生磁力，通过磁力的吸引和排斥来消耗振动能量，从而减小结构的振幅。
电磁阻尼器适用于振动频率较高且抗震性能要求较高的建筑，如桥梁、高层建筑等。
建筑阻尼器是一种有效的减震和减振装置，能够提高建筑结构的抗震性能。
新型材料―形状记忆合金阻尼器(SMA)的减振技术和工程应用
新型材料―形状记忆合金阻尼器(SMA)的减振技术和工程应用摘要形状记忆合金（SMA）是一种在结构振动控制领域具有广阔应用前景的智能材料。
本文介绍了形状记忆合金最显著的两个特性：形状记忆效应和超弹性，并详细总结了形状记忆合金在结构振动控制中的应用。
关键词：形状记忆合金；减振；应用abstract形状记忆合金是一种智能材料，在结构振动控制领域有着广阔的应用前景。
本文介绍了形状记忆合金的两个重要特性：形状记忆效应和超弹性，总结了其最新的应用说明。
关键词：形状记忆合金；阻尼；应用1前言形状记忆合金是一种新型功能材料，具有许多特殊的力学性能。
与其他金属耗能器相比，采用形状记忆合金超弹性效应（SE）设计的被动耗能器具有耐久性好、耐腐蚀性好、使用寿命长、变形量大、变形恢复快等一系列优点，因此在结构振动控制领域具有良好的应用前景[1-4]。
形状记忆合金被设计成耗能器用于土木工程结构的振动控制是从上世纪90年代初开始的,并且到目前为止,大多数研究主要针对形状记忆合金的超弹性性能展开。
例如,graesser[5]等人提出的用于桥梁结构的2形状记忆合金的发展历史形状记忆合金的形状记忆效应早在1932年就被美国学者olander在aucd合金中发现了，在1948年苏联学者库尔久莫夫等曾预测到有一部分具有马氏体相变的合金会出现热弹性马氏体相变，在1951年张禄经和t.a.read报道了原子比为1:1的csci型aucd合金在热循环中会反复出现可逆相变，但是都未引起人们足够的注意。
形状记忆合金是一种新型功能材料，1963年成为一个独立的学科分支。
当时，美国海军武器实验室W.J.Buehler博士领导的研究团队发现，由于温度不同，镍钛合金的工作性能有显著差异，这表明合金的声学阻尼性能与温度有关，通过进一步研究，研究发现，原子比接近等的Ni-Ti合金具有良好的形状记忆效应，并报道了X射线衍射的研究结果。
后来，镍钛合金作为商品进入市场，原子比几乎相等的镍钛合金商品被命名为镍钛诺。
建筑工程中的新型抗震材料应用
建筑工程中的新型抗震材料应用近年来，随着科技的发展和人们对建筑安全性的要求提高，新型抗震材料在建筑工程中的应用逐渐成为一个热门话题。
抗震材料是指能够在地震发生时减少地震破坏对建筑结构造成的影响的一类材料。
本文将就建筑工程中的新型抗震材料应用进行探讨。
一、钢筋混凝土结构中的纤维增强材料纤维增强材料是一种在钢筋混凝土结构中广泛应用的新型抗震材料。
它通过将合适的纤维材料掺入混凝土中，改善了混凝土的抗拉强度和韧性，从而提高了钢筋混凝土结构的抗震性能。
常见的纤维增强材料有钢纤维、碳纤维和玻璃纤维等。
这些纤维增强材料具有较高的强度和延伸性，能够有效地阻止裂缝的发展，减缓地震力对结构的破坏。
二、轻质隔震材料在高层建筑中的应用轻质隔震材料是一种在高层建筑中广泛使用的新型抗震材料。
它的主要特点是密度较低，能够在地震发生时有效减少地震对建筑结构的影响。
与传统的建筑材料相比，轻质隔震材料具有更好的抗震性能和吸能能力。
此外，轻质隔震材料还可以减少建筑物的自重，降低地震时产生的地震力，从而进一步提高建筑物的抗震能力。
三、形状记忆合金在地震减震中的应用形状记忆合金是一种应用广泛且效果显著的新型抗震材料。
它具有形状记忆性能，可以根据温度和应力的变化改变其形状。
在地震发生时，形状记忆合金可以通过改变其形状来吸收地震能量，从而保护建筑结构免受地震破坏。
此外，形状记忆合金还可以恢复其初始形状，使其能够多次使用，提高了抗震材料的经济性和可持续性。
四、纳米材料在抗震材料中的应用纳米材料是一种具有特殊性质的新型材料，在抗震材料中的应用正在得到越来越多的关注。
由于其独特的结构和性能，纳米材料具有较高的强度和韧性，能够显著提高抗震材料的抗震性能。
此外，纳米材料还可以调控材料的微观结构和物理性能，进一步提高抗震材料的功能和效果。
综上所述，建筑工程中的新型抗震材料应用是一个重要的研究领域。
通过对纤维增强材料、轻质隔震材料、形状记忆合金和纳米材料等新型抗震材料的应用，可以提高建筑结构的抗震性能，保护人们的生命财产安全。
形状记忆合金在建筑工程方面的应用工艺
摘要 ： 将形状记忆合金设计 成管道接头 、 销钉 紧固件 、 暖式暖气单 向控温 阀等 ， 水 然后 进行形 状记 忆处理 。根 据
形 状 记忆 合 金 件 的 形状 进 行 变 形 ， 变 形 后 的 形 状 记 忆 合 金件 与 被 连 接 件 进 行 连 接 。之 后 ， 着 外 部 热 源 对 合 将 随
文章 编 号 ：６ ３— ６４ ２ ０ ）４— ３ ９—０ １７ ７ ４ （０ ８ ｏ ０ ６ ５
形 状 记 忆 合 金 在 建 筑 工 程 方 面 的 应 用 工 艺
王 建 平 王 淑 华 ，
（． １ 山东 商 业 职业 技术 学 院 工 程 技 术 系 ，山东 济 南 ２０ ０ ； ． ５ １３ ２ 山东 建 筑 大 学 机 电工 程 学 院 ，山东 济 南 ２００ ） ５ １１
金 的加热 ， 当温度达到合金 的 Ａ 点 后 ， 变形后 的形 状记忆合金件便 可 自动恢 复原来 的形状 或尺 寸 ， 被连接 件 将
紧 同在 一 起 或 指定 动 作 。 关键 词 ： 状 记 忆 合金 ； 筑 零 件 ； 用 形 建 应
中 图分 类 号 ：Ｇ ３ ． Ｔ １９ ６ 文献标识码 ： Ａ
程 方面 正逐 步得 以应用 。
应 。不 同 的形状 记忆 合金 材料 形状 记忆 特性 和 其他 性 能也 各不相 同。 自从 合 金 的形状 记忆 效应 被 发现
以后 ， 应 用 及 开 发 速 度 也 开 始 大 大 加 快 。早 在 其
ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｌｃ ｏ ｉ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｈ ｎ ｏ ｇＪａ ｚ ｕＵ ｉ ｒ ｔ ， ｉａ ５ １ １ ｈｎ ） ｈ ｎｃ ｄＥ ｅ ｔ ｎｃ ｎ ｉ ｅｉ ，Ｓ ａ ｄ ｎ ｉ ｈ ｎｖ ｓ ｙ Ｊ ｎ２ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ａａ ｒ ｎ ｎ ｎ ｅｉ ｎ
NiTi形状记忆合金的功能特性及其应用发展
第 2 期第 60-77 页材料工程Vol.52Feb. 2024Journal of Materials EngineeringNo.2pp.60-77第 52 卷2024 年 2 月NiTi 形状记忆合金的功能特性及其应用发展Functional properties of NiTi shape memory alloys and their application development杨超1*，廖雨欣1，卢海洲1，2，颜安1，蔡潍锶1，李鹏旭1（1 华南理工大学 国家金属材料近净成形工程技术研究中心，广州 510640；2 广东技术师范大学 机电学院， 广州 510665）YANG Chao 1*，LIAO Yuxin 1，LU Haizhou 1，2，YAN An 1，CAI Weisi 1，LI Pengxu 1（1 National Engineering Research Center of Near -Net -Shape Forming forMetallic Materials ，South China University of Technology ，Guangzhou510640，China ；2 School of Mechatronic Engineering ，GuangdongPolytechnic Normal University ，Guangzhou 510665，China ）摘要：NiTi 形状记忆合金（shape memory alloys ， SMAs ）作为一种智能材料，具有良好的超弹性、形状记忆效应和生物相容性等功能特性，被广泛应用于航空航天、医疗器械和工程建筑等领域。
其中超弹性在宏观上表现为发生较大的变形仍能恢复原形状，且其远大于常见金属可恢复的弹性应变。
形状记忆效应则是温度激励下奥氏体和马氏体两相的相互转变，根据宏观变形分为单程、双程和全程形状记忆效应。
SMA在土木工程中的应用研究综述
SMA在土木工程中的应用研究综述发表时间：2020-12-08T10:40:40.573Z 来源：《基层建设》2020年第23期作者：李东翰[导读] 摘要：形状记忆合金（Shape Memory Alloy，简称SMA）作为一种新型的功能材料，受到土木工程界的广泛关注。
中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司青岛分公司山东青岛 266000摘要：形状记忆合金（Shape Memory Alloy，简称SMA）作为一种新型的功能材料，受到土木工程界的广泛关注。
本文综述了近十几年来SMA在土木工程中的应用，分别对耗能阻尼器、耗能支撑系统和梁柱节点进行了总结和归纳。
指出存在的问题和今后的发展方向。
关键字：形状记忆合金（SMA）；土木工程；应用1 引言形状记忆合金（Shape Memory Alloy，简称SMA）是一种新型的功能性材料，具有独特的阻尼性能、形状记忆效应和超弹性效应。
国内外的很多学者对SMA在土木工程中的应用进行了大量的理论和实验研究，并取得了一定成果。
本文对SMA在土木工程中的应用进行了综述，并对今后的研究进行展望。
2 SMA材料的特点当SMA的温度高于奥氏体相变完成温度时，若加载应力超过弹性极限应力后继续加载SMA发生变形，此时，若卸载则SMA产生马氏体逆相变而恢复到奥氏体相状态，SMA变形将回复到初始状态。
此为SMA的超弹性效应。
SMA材料在马氏体状态下发生变形，经过加热升温至完全奥氏体状态时，材料恢复到变形前的形状。
这种特性为SMA的形状记忆效应。
另外，SMA还有高阻尼性能、滞后性能、高耐久性和抗疲劳性能等优良特性。
3 SMA在土木工程中的应用自上个世纪90年代初Graesser[1]等将SMA引入结构振动控制并进行相关研究以来，不少国内外学者对SMA在土木工程中的应用研究也陆续展开。
例如Indirli[2]采用SMA对1996年经历了4.5级地震的意大利San Giorgio教堂进行了修复。
形状记忆合金及其应用
形状记忆合金及其应用、何为形状记忆合金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( Shape Memory Alloy ，SMA )。
这种能够记住其原始形状的功能称为形状记忆效应( Shape Memory Effect ，SME )。
二、形状记忆合金的分类SMA 的形状记忆效应源于热弹性马氏体相变，这种马氏体一旦形成，就会随着温度下降而继续生长，如果温度上升它又会减少，以完全相反的过程消失。
两项自由能之差作为相变驱动力。
两项自由能相等的温度T0 称为平衡温度。
只有当温度低于平衡温度T0 时才会产生马氏体相变，反之，只有当温度高于平衡温度T0 时才会发生逆相变。
在SMA 中，马氏体相变不仅由温度引起，也可以由应力引起，这种由应力引起的马氏体相变叫做应力诱发马氏体相变，且相变温度同应力呈线性关系。
按照记忆效应不同，可分为三类：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。
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。
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。
三、形状记忆合金的物理模型虽然早在上个世纪30 年代，人们就发现了一些合金的形状记忆效应，但是直到70 年代Muller 等人提出SMA 材料的本构关系模型以来，有关形状记忆合金的机理和本构模型的研究才取得了一定的进展[1]。
SMA 的模型可大致分为两类：微观热力学模型、宏观现象学模型。
微观热力学模型有助于了解材料宏观特性的微观机理，揭示SMA 的物理本质。
微观热力学模型主要有从相界运动的动力学角度给出的本构模型和以能量耗散理论为依据的细观力学模型[2,3]。
形状记忆合金在建筑领域中的应用
Ｓ ＭＡ的阻尼可 以达到 １ ０—１ 量级 ， 阻尼随振动频率的增大 而
当频率高于某一 临界值 时 ， 其阻尼较小 且趋 于稳定 ， 在 的 合金具 有优 良的形状 记忆功 能 ， 并研制 成具 有实 用价值 显著减小 ， 定范 围内， 阻尼随振幅 和预应力 的增大 而增 大。Ｌｕ等 的研究 ｉ 的形状记忆 合金后 ， 才引起 了人们 对 这一领 域的研 究兴趣 ， 形 对
形 状 记 忆 合 金 在 建 筑 领 域 中 的 应 用
崔 海 宁
摘 要： 介绍 了形状 记忆合金 的基本概念及特 性， 形状记 忆合金在建筑领域 的实际应用现状进行 了介绍。 出了形状 对 提 记忆合金应用方面 需要解决 的问题 ， 对形状记忆合金未来在建筑领域 的应用进行 了展望。 关键词 ： 形状记忆合金 ， 形状记忆效 应， 超弹性
而类 橡皮弹性 是由马氏体的重取 向引起 的。 应（ ｈｐ ｍ ｏ ｆ ｃ，ＭＥ 。形 状记忆 效应 是 ２ Ｓ ａｅＭｅ ｒ Ｅ ｆ ｔＳ ） ｙ ｅ ０世纪 ３ ０年 变引起 的， １ ４ 阻 尼 性 能 ． 代美国 的 Ｇ ｅｉｇｒ ｒｎｎｅｈ和 Ｍｏｒｄａ ｏａｉ ｎ最早 发现的 ， 但这些 现象并 没 引起人们足够的重视 ， 到 １６ 直 ９ ３年 ，ｕ ｈ ｒ Ｂ ｅ／ 等人发 现了等原 子 比 ｅ
在较 高的温度下 ，ＭＡ仍能保 持较 大的刚度 ， Ｓ 这也是 它与其他 普 通金 属材 料不同的地方 。
１ 形 状记 忆合 金的 特性
１ １ 形状 记 忆效应 （ № ） ． Ｓ
形状记忆合金在 低温 环境处 于奥 氏体状 态时 受应力作 用下 发生相变转变 为马氏体状 态 ， 发生一 定限度 的变形 ， 加热并 并 经 超过 马氏体 相变 消失 温度 后 ， 材料 能恢 复到变 形前 的形状 与体 积 。由于材 料的成分 不 同， 形状记 忆效 应分 为单 程 、 双程和全程
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在土木工程领域 ,可将常温下为马氏体状态 的形状记忆合金与其它材料复合 ,形成高阻尼的 防振材料和消声材料 ,达到减振降噪的作用 。 2. 4 电阻特性
吴小东等[12 ]研究表明 ,对于初始组织为马氏 体的 Ni2Ti 合金 ,在拉伸过程中电阻与应变之间 呈线性关系 ;对于初始组织为奥氏体或奥氏体 、马 氏体两者混合的 Ni2Ti 合金 ,当发生应力诱发马 氏体相变后 ,曲线的斜率降低 ,相变前后电阻2应 变关系保持线性关系 。
兴起 ,又将形状记忆合金的应用推向了更广泛的领 到的成果 。但是 ,由于研究条件的限制 ,在 SMA
域 。迄今为止 ,已生产的 10 多个系列 50 多个品种 的基础理论和材料科学研究方面 ,我国与国际先
的 SMA 已广泛应用于电子 、机械 、能源 、医疗 、航空 进水平尚有一定差距 ,尤其是在 SMA 产业化和
摘 要 :概述了形状记忆合金的发展历史和基本性能 ,对形状记忆合金在建筑工程领域中的应用现状进行了介 绍 ,最后对形状记忆合金材料及其在建筑工程中的应用进行了展望 。 关键词 :形状记忆合金 ;发展现状 ;性能 ;建筑工程 ;应用 中图分类号 : TU 528 文献标识码 :B
形状记忆材料是集感知和驱动于一体的特殊 功能材料 ,广泛用于各个领域 ,其中形状记忆合金 是形状记忆材料中较为重要的材料之一 。形状记 忆合金 ( Shape Memory Alloy , 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 。该合金由于具有 形状记忆效应 、超弹性效应 、弹性模量温度变化特 性和阻尼特性 ,应用领域涉及建筑 、电子 、汽车 、航 天 、医疗等领域 ,并且还在不断扩大[1 ] 。
0. 8
-
N = 107 次
0. 5
0. 5
0. 5
-
上限加热温度 (1h) / ℃
400
160～200
300
-
最大伪弹性应变 (单晶) / %
10
10
10
-
最大伪弹性应变 (多晶) / 复应力/ MPa
400
200
-
190
2 形状记忆合金的性能及其机理
2. 1 形状记忆效应 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 , SM E) 。形状记忆效应使得形状记忆合金可任意 变形 ,但当加热或通电后 ,它就会回复本来的形 状 ,像拥有记忆一般 。
从形状记忆效应机理上看 ,记忆材料的形状 记忆效应是通过马氏体相变而完成的 ,也就是热 弹性马氏体相变产生的低温相在加热时向高温相 进行可逆转变的结果 。但这种转变是有条件的 , 以合金为例 ,其条件必须是 :马氏体相变是热弹性 的 ;母体与马氏体相呈现有序点阵结构 ;马氏体内 部是孪晶变形的 ;相变时在晶体学上具有完全可 逆性 。其中形状记忆时晶体结构变化的模型如图 1 所示 。形状记忆效应历程如图 2 所示[7 ,8 ] 。
值得指出的是 ,形状记忆合金的超弹性效应 只能在 A f 以上的某一温度范围内出现 ,在此范 围之外 ,超弹性性能将受到影响 ,这对使用该效应 的环境温度有一定要求[9 ] 。 2. 3 阻尼特性
图 4 超弹性效应示意图
形状记忆合金由于马氏体相变的自协调和马 氏体中形成的各种界面 (孪晶面 、相界面 、变体界 面) 及界面运动 ,而具有很好的阻尼特性 。马氏体 相变过程中 ,由于马氏体的成核与生长 ,对振动能 的吸收逐渐增加 ,内耗峰的大小与振动一周内形 成马氏体量的多少成正比 。在马氏体相中由于形 成了各种界面及界面的运动 ,其阻尼比母相 (奥氏 体状态) 的大得多 ,耗散因子可高达 10 - 1数量级 , 而普通金属如钢和铝的耗散因子大约只有 01005 左右 。所有研究结果表明 ,当形状记忆合金处于 母相状态时 ,其阻尼最小 ;当处于母相和马氏体相 混合状态时 ,阻尼最大 ;在完全马氏体状态时 ,也 具有较好的阻尼[11 ] 。
·42 ·
材 料 开 发 与 应 用 2007 年 6 月
图 2 形状记忆效应历程
心立方结构 ,原子间的距离回复到受力前的样子 , 合金便变回原状 。
图 3 Ni2Ti 记忆合金的原子模型
2. 2 超弹性效应 在高于马氏体逆相变终了温度 A f 条件下 ,
展开研究 ,起步较晚 ,但起点较高 ,在材料冶金学 形状记忆合金和铁基系列形状记合金 。其主要的
方面 ,特别是实用形状记忆合金的炼制水平已得 形状记忆性能如表 1 所示[1 ] 。
表 1 不同材料的形状记忆性能
性能 晶粒大小/μm
Ni2Ti 1～10
Ca2Zn2Al 50～100
·40 ·
材 料 开 发 与 应 用 2007 年 6 月
综 述
文章编号 :100321545 (2007) 0320040207
形状记忆合金在建筑工程中的应用
赵可昕1) ,杨永民2)
(1. 华南理工大学机械学院 ,广东 广州 510640 ; 2. 华南理工大学材料学院 ,广东 广州 510640)
收稿日期 :2006211229 作者简介 :赵可昕 ,女 ,1982 年生 ,华南理工大学机械分院研究生 ,主要研究方向为单晶高温合金 、记忆合金 。
第 22 卷第 3 期 赵可昕等 :形状记忆合金在建筑工程中的应用
·41 ·
成为研究热点[5] 。随着智能材料 、智能机构研究的 到国际学术界的认可 ,在应用开发上也有一些独
航天 、汽车 、家电和建筑等各个行业 。
工程应用方面与国外差距较大[6 ] 。
美国 、日本等国家对 SMA 的研究和应用开
目前 ,人们已发现的 SMA 有 50 种 ,根据合
发已较为成熟 ,同时也较早地实现了 SMA 的产 金相组成和相变特征 ,具有较完全形状记忆效应
业化 。我国从上世纪 70 年代末才开始对 SMA 的合金主要分为钛2镍系列形状记忆金 、铜基系列
建筑工程材料是现代社会的基石 ,经历了结 构材料 —复合材料 —功能材料的发展历程 。随着 现代科学技术的不断进步 ,智能建筑材料成为了 材料科学工作者的研究热点 。利用 SMA 对结构 的振动进行控制并在线监测结构内部应力 、温度 、 损伤等情况 ,通过自适应调整 、自修复等方式减轻 结构所遭受的各种危害 ,从而提高结构的安全性 和可靠性 。因此 ,针对桥梁 、建筑 、大跨空间结构 和海洋平台等建筑土木结构 ,研发相应的 SMA 产品成为研究热点 。
Cu2Al2Ni 25～60
Fe2Mn2Si -
转变温度/ ℃
- 50～100
- 200～170 - 200～170
- 20～230
滞后大小/ ℃
30
10～20
20～30
80～100
最大单程形状记忆 ,应变/ %
8
5
6
5
N = 102 次
6
1
1. 2
-
变形次数 N = 105 次
2
0. 8
1 形状记忆合金材料的发展
上世纪 30 年代 ,美国某空军基地为研制一种 耐海水腐蚀的合金而进行样品鉴定时 ,发现了研
究人员烟斗中烟丝燃烧产生的热引起了弯曲着的 镍钛合金片自动伸张开的奇异现象[2 ] 。从那以 后 ,美国和其它国家相继投入研究 ,先后研制出 10 多种记忆合金 。
1938 年 ,美国的 Greningerh 和 Mooradian 在 Cu2Zn 合金中发现了马氏体的热弹性转变 ,随后 , 前苏联的 Kurdiumov 对这种现象进行了研究[3 ] 。 1951 年 ,美国的 Lead 首先在 Au2Cd 、In2Ti 合金中 发现形状记忆效应 ( SM E) ,他利用 Au24715 %Cd 合金的记忆效应制作升降机模型 ,但由于合金元 素价 格 高 且 有 毒 , 最 终 未 能 实 际 应 用 。同 年 , Chang 和 Read 在 Au24715 %Cd 合金中用光学显 微镜观察到马氏体界面随温度变化发生迁动 ,这 是最 早 观 察 到 金 属 形 状 记 忆 效 应 的 报 道[4 ] 。 1969 年美国 Raychem 公司生产 Ti2Ni2Fe 记忆合 金管接头用于 F14 战斗机上的液压管路系统连 接 ,这是 SMA 第一次成功应用 。1970 年 ,美国将 Ti2Ni 记忆合金丝制成宇宙飞船用天线 。这些应 用大大激励了国际上对形状记忆合金的研究与开 发 ,20 世纪 70 年代 ,相继开发出了 Ni2Ti 基 、Cu2 Al2Ni 基和 Cu2Zn2Al 基形状记忆合金 。80 年代 开发出了 Fe2Mn2Si 基 、不锈钢基等铁基形状记忆 合金 。由于其成本低廉 、加工简便而引起材料工作 者的极大兴趣 。从 20 世纪 90 年代至今 ,高温形状 记忆合金 、宽滞后记忆合金以及记忆合金薄膜等已