形状记忆合金论文

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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

形状记忆合金的机理及其应用【摘要】形状记忆合金是一种能够记忆其原始形状并在适当条件下恢复的智能材料。

本文首先介绍了形状记忆合金的基本原理,包括其特殊的晶体结构和相变特性。

接着探讨了形状记忆合金在医疗器械和航空航天领域的广泛应用,如支架和航天器构件。

也介绍了形状记忆合金在智能材料中的应用,如自修复材料和智能纺织品。

文章总结了形状记忆合金的前景及发展趋势,指出其在未来有望在更多领域发挥重要作用,并可能带来更多创新和应用。

形状记忆合金的机理及其应用具有广阔的发展前景,将为科技领域带来更多新的可能性和机遇。

【关键词】形状记忆合金,机理,应用领域,医疗器械,航空航天,智能材料,前景,发展趋势1. 引言1.1 形状记忆合金的机理及其应用形状记忆合金是一种具有特殊性能的金属材料,其最显著的特点就是可以记忆其固有的形状并在外界条件发生变化时恢复到原来的形状。

这种特殊性能的机理主要是由于形状记忆合金内部的晶体结构和相变特性所决定的。

当形状记忆合金处于低温状态时,其晶体结构呈现出一种特定的形状;而当受热或外力作用时,形状记忆合金会发生相变,晶体结构重新排列,从而使材料发生形状变化。

形状记忆合金的应用领域非常广泛,包括医疗器械、航空航天、智能材料等。

在医疗器械领域,形状记忆合金可以被用于制作支架、植入物等医疗器械,因其具有良好的生物相容性和机械性能,可以有效帮助医生进行手术或治疗。

在航空航天领域,形状记忆合金可以被用于制作航空器件、航天器件等,因其轻便、耐高温等特点,可以大大提高航空航天设备的性能。

在智能材料领域,形状记忆合金可以被用于制作智能材料,可以根据外界条件变化自动改变形状,具有广阔的应用前景。

形状记忆合金的发展趋势是不断完善其性能,拓展其应用领域,推动其在工业生产和科研领域的广泛应用。

形状记忆合金将会在未来发挥越来越重要的作用,为人类社会的发展做出更大的贡献。

2. 正文2.1 形状记忆合金的基本原理形状记忆合金是一种具有特殊结构和性能的智能材料,其基本原理是在外界作用下能够发生可逆形变,并且恢复到其原始形状。

形态记忆合金材料论文

形态记忆合金材料论文

题目:关于形态记忆合金的研究进展摘要:形态记忆合金是新兴的材料,本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。

记忆合金作为一种使用价值比较广泛额材料,我们有理由相信形状记忆合金的发展前途是相当广泛的,也必将造福于人类。

此外,通过这些介绍使人们能够真正的理解和认识这种新的材料——形态记忆合金。

关键字::形状记忆合金、探索、各领域应用、形状记忆合金效应正文:一,形态记忆合金简介。

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。

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) 。

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,并获得了广泛关注。

二、形态记忆合金分类及原理形态记忆合金种类繁多,在现在情况来看,记忆合金主要分为以下几种:(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。

(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。

(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。

至今为止发现的记忆合金体系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、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等。

形状记忆合金的研究与展望

形状记忆合金的研究与展望

形状记忆合金的研究与展望摘要:形状记忆合金是新近崛起的一类高科技功能材料。

应用已遍及航天、航空、电子、机械、能源、农业、医学、机械人以至日常用品等领域。

本文简要阐述了目前主要的形状记忆合金的类别及其影响形状记忆效应的因素。

关键词:形状记忆合金;形状记忆效应;马氏体相变引言形状记忆合金(Shape Memory Alloys,简称SMA)是新近崛起的一类高科技功能材料。

这类合金在某一温度下受外力而变形,当外力去除后,仍保持其变形后的形状,但当温度上升到某一温度,材料会自动回复到变形前原有的形状,能够大致上恢复至变形前的形状,这种所具有的回复原始形状的能力,称为形状记忆效应(Shape Memory Effect ,SME)[1]。

自该合金发现以来,它以独特的形状记忆效应和超弹性(Superelasticity)而引起人们的注视,并正逐渐得到日益广泛的应用,并在数量上已经跃居马氏体相变研究的首位[2]。

形状记忆合金的应用已遍及航天、航空、电子、机械、能源、农业、医学、机械人以至日常用品等领域。

在应用领域,其发展阶段大致经历了组分的变化及性能的提高。

NiTi合金和Cu基合金的开发应用主要集中在上世纪60~80年代,而铁基合金的开发应用相对较晚。

但是,这些合金的研究在今年来也一直受到关注,研究从未中断。

近年来形状记忆合金研究所取得的进展也主要体现在为NiTi,Cu基和Fe基形状记忆合金开发应用所进行的基础研究的探索上。

1. 形状记忆合金的分类1.1 钛镍形状记忆合金[3]1963年,W. Buehler等人在美国海军武器实验室发现了钛镍形状记忆合金具有可逆马氏体相变导致形状记忆效应[4],随后引起了人们的极大兴趣,并很快得到应用。

迄今为止,有TiNi形状记忆合金的研究仍在不断地开展,在一系列的国际会议上,如马氏体相变国际会议(ICOMAT)、欧洲马氏体相变会议(ECOMAT)、形状记忆与超弹性国际会议(SMST),形状记忆材料国际会议(SMM)等,都占有很大比重,在有关智能材料和结构方面的国际会议上也占有一定比重。

形状记忆合金

形状记忆合金

形状记忆合金摘要:二十一世纪将是材料一电子一体化的世纪。

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。

关键词:形状记忆合金,形状记忆效应,超弹性,应用引言:记忆是人类和某些动物才具有的本领,但是有一些金属材料也具有“记忆”的功能,而且这种记忆功能有着重要作用。

1951年人们首次在Au—Cd合金上发现独特的形状记忆效应,但直到1963年美国海军武器实验室发现TiNi合金具有形状记忆效应时,才引起人们对形状记忆合金的实用性寄予了很大的希望。

迄今为止,已发现有20多种形状记忆合金,在工业自动化、能源、航空、航天、运输、建筑、医疗、家电、仪器仪表以及日常生活用品等领域已得到广泛应用。

正文:一,形状记忆效应形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称为SMA)是一种特殊的金属材料,经适当的热处理后即具有回复形状的能力,这种能力被称为形状记忆效应(Shape memory Effect,简称为SME)。

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Ni—Ti合金和铜基合金(CuZnA1和C Ni)。

最先在合金相变过程中观察到形状记忆效应的是Chang和Read,他们通过对AuCd的相变可逆性研究发现相变过程中发生了电阻率的变化。

1958年,在铜 (CuZn)中也发现了类似的现象。

直到1962年,当Buehlerh和Co Workers在等原子的Ni—Ti合金中发现了SME后,对SMA冶金学和应用的研究才蔚然兴起。

随后的十年中,市场上出现了大量的利用SMA制造的产品。

形状记忆效应主要分为单程形状记忆效应、双程形状记忆效应和全程形状记忆效应3种类型,如图1所示。

形状记忆合金论文

形状记忆合金论文

形状记忆合金摘要:扼要地叙述了形状记忆合金及其机理, 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、应用引言:有一种特殊的金属材料,经适当的热处理后即具有回复形状的能力,这种材料被称为形状记忆合金( Shape Memory Alloy ,简称为SMA) ,这种能力亦称为形状记忆效应(Shape Memory Effect , 简称为SME) 。

通常,SMA 低温时因外加应力产生塑性变形,温度升高后,克服塑性变形回复到所记忆的形状。

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(Shape Memory Alloys, SMA)是一种在加热升温后能完全消除其在较文 pseudoelasticity)行为,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氏体相变。

一、形状记忆合金的发展史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,但当时并未引起人们的广泛注意。

直到1962年,Buehler及其合作者在等原子比的TiNi合金中观察到具有宏观形状变化的记忆效应,才引起了材料科学界与工业界的重视。

到70年代初,CuZn、CuZnAl、CuAlNi等合金中也发现了与马氏体相变有关的形状记忆效应。

几十年来,有关形状记忆合金的研究已逐渐成为国际相变会议和材料会议的重要议题,并为此召开了多次专题讨论会,不断丰富和完善了马氏体相变理论。

在理论研究不断深入的同时,形状记忆合金的应用研究也取得了长足进步,其应用范围涉及机械、电子、化工、宇航、能源和医疗等许多领域。

二、形状记忆效应机理a) 单程SME b) 双程SME btpsfa 为SME cdcjc 为伪弹性图1 形状记忆效应示意图图2 形状记忆合金应力—应变—温度关系示意图图1 直观地示意出合金的形状记忆效应。

形状记忆合金的制备与应用研究

形状记忆合金的制备与应用研究

形状记忆合金的制备与应用研究嘿,咱们今天来聊聊形状记忆合金这个神奇的东西,特别是它的制备方法和广泛应用。

我先给您讲讲我曾经的一次经历,那可真是让我对形状记忆合金印象深刻。

有一次,我去参加一个科技展览,在那里看到了一个形状记忆合金制成的小玩意儿。

那是一个用形状记忆合金做成的花朵形状的饰品,一开始它是闭合的,就像一朵害羞的小花苞。

但当工作人员用特殊的加热装置给它加热之后,哇塞,那朵小花瞬间绽放,花瓣一片片舒展开来,简直太美了!当时我就被这神奇的变化给迷住了,从那时候起,我就对形状记忆合金产生了浓厚的兴趣。

那到底什么是形状记忆合金呢?简单来说,就是一种在一定条件下能够恢复到原来形状的特殊合金。

它具有独特的性能,这使得它在很多领域都大显身手。

咱们先来说说形状记忆合金是怎么制备的。

制备形状记忆合金可不是一件简单的事儿,需要一系列复杂而精细的工艺。

一般来说,常用的制备方法有熔炼法、粉末冶金法等等。

熔炼法呢,就像是在打造一把宝剑,需要把各种金属原料按照一定的比例放进高温熔炉里,让它们充分融合。

这过程就像一场激烈的化学反应,各种元素相互碰撞、融合,最终形成我们想要的合金。

这个过程中,温度、时间、搅拌速度等因素都得控制得恰到好处,稍有不慎,可能就会前功尽弃。

粉末冶金法也很有意思。

先把金属粉末准备好,然后通过压制、烧结等步骤,让这些粉末变成一块坚固的合金。

这就像是在做一个拼图游戏,只不过这个拼图的每一块都特别小,而且要拼得严丝合缝,才能得到完美的作品。

说完了制备,咱们再看看形状记忆合金都有哪些令人惊叹的应用。

在医疗领域,它可是立下了汗马功劳。

比如说,有一种用形状记忆合金制成的心脏支架。

在植入人体之前,它被压缩成很小的尺寸,方便医生通过导管将其送到病变部位。

一旦到达指定位置,通过体温或者外部的刺激,它就能自动展开,支撑起血管,恢复血管的通畅。

这就像是一个小小的“超级英雄”,默默地守护着我们的健康。

在航空航天领域,形状记忆合金也发挥着重要作用。

新型材料—形状记忆合金阻尼器(SMA)的减振技术和工程应用

新型材料—形状记忆合金阻尼器(SMA)的减振技术和工程应用

摘要形状记忆合金是一种在结构振动控制领域具有广泛应用前景的智能材料。

本文介绍形状记忆合金最显著的两个性质:状记忆效应和超弹性,并详细的总结了形状记忆合金在结构振动控制中的应用。

关键字:形状记忆合金;减振;应用ABSTRACTThe shape memory alloy is an intelligent material,which has a goodprospect in the field of structural vibration control.This thesis introduces that the shape memory alloy has two very important characteristics:shape memory effect and super elastic,and an overview of SMA applications in structuralvibration control are summarized.KEYWORDS:Shape memory alloy;Damping;Application1 前言形状记忆合金(Shape Memory Alloys,简称SMAs)是一种具有多种特殊力学性能的新型功能材料,利用形状记忆合金超弹性效应(Superelastic Effect,简称SE)设计的被动耗能器与其他的金属耗能器相比,具有耐久性和耐腐蚀性能好、使用期限长、允许大变形并且变形可回复等一系列优点,因此在结构振动控制领域具有很好的应用前景[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程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。

记忆合金的原理及应用小论文

记忆合金的原理及应用小论文

记忆合金的原理及应用小论文1. 引言记忆合金是一种具有形状记忆效应和超弹性特性的材料,可以在外界刺激下实现自我形变和恢复原状,因此被广泛应用于各个领域。

本文将介绍记忆合金的原理和各种应用。

2. 记忆合金的原理记忆合金的原理基于固体相变和晶格结构的变化。

当记忆合金处于高温相(奥氏体相)时,晶格结构规则,材料呈现典型的金属弹性行为。

当降低温度至亚相变温度时,记忆合金会发生固相相变,晶格结构由规则的高温相转变为不规则的低温相(马氏体相)。

在这个过程中,记忆合金会发生形状记忆效应,即变形储存,在外界刺激下能够快速地恢复到其原始形状。

3. 记忆合金的组成和制备方法记忆合金主要由镍、钛、铜、铝等金属元素组成。

这些金属元素在合金中具有不同的比例和含量,可以调节合金的性能和特性。

记忆合金的制备方法主要有冶金法、物理镀膜法和化学还原法。

通过不同的制备方法可以得到具有不同组织结构和性能的记忆合金材料。

4. 记忆合金的应用领域4.1 医疗领域记忆合金在医疗领域有广泛的应用,例如制造血管支架、牙线、矫形器和植入器件。

血管支架使用记忆合金的特性可以在介入治疗中帮助恢复和维护血管的通畅。

牙线和矫形器使用记忆合金的形状记忆效应可以调整和修复牙齿的位置。

植入器件则利用记忆合金的生物相容性和形状记忆效应,在植入后能够适应人体变化并起到治疗作用。

4.2 汽车工业记忆合金在汽车工业中的应用主要体现在发动机、座椅和遥控器等方面。

发动机使用记忆合金可以提高汽车的运行效率和降低燃油消耗,同时还可以减少发动机噪音和震动。

座椅和遥控器使用记忆合金的超弹性特性,可以提供更舒适的座椅和操作手感。

4.3 建筑工程记忆合金在建筑工程领域的应用主要体现在地震防护和结构控制方面。

通过使用记忆合金材料制造阻尼器,可以有效地减小结构的震动,提高建筑的抗震性能。

此外,记忆合金还可以用于结构控制系统,通过控制记忆合金的应变,可以改变结构的刚度和稳定性,使其适应不同的工况。

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报告题目:形状记忆合金课程名称:功能陶瓷与器件学院:材料学院专业:材料物理班级:材料物理学号:学生姓名:指导老师:2012年6月10日形状记忆合金摘要:形状记忆效应自20世纪30年代报道以来逐步得到人们的重视并加以应用,被人们誉为“神奇的功能材料”, 本文主要介绍了形状记忆合金合金的发展历史及其在许多领域的应用以及未来的一些发展趋势。

Abstract:Shape memory effect since the 1930s reported gradually get people's attention and application, is praised for "magic function materials. This paper mainly introduces the history of the development of shape memory alloy and its application in many fields and the future of some developing trend.关键词:形状记忆合金、各领域应用、原理及发现引言:形状记忆合金是材料经适当的热处理后即具有回复形状能力一种特殊的金属材料。

人们也把它叫做形状记忆效应。

形状记忆合金在温度较低的时候因为外加应力,产生塑性变形。

在温度较高的时候有克服外加应力恢复形状。

形状记忆合金的另一个独特性质是在高温(奥氏体状态)下发生的“伪弹性”,又称“超弹性”,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。

形状记忆合金的这些独特性质源于其内部发生的一种独特的固态相变——热弹,性马氏体相变。

也正因为形状记忆合金的特性,在材料中应用广泛。

正文一、形状记忆合金的发展史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,但当时并未引起人们的广泛注意。

直到1962年,Buehler及其合作者在等原子比的TiNi合金中观察到具有宏观形状变化的记忆效应,才引起了材料科学界与工业界的重视。

到70年代初,CuZn、CuZnAl、CuAlNi等合金中也发现了与马氏体相变有关的形状记忆效应。

几十年来,有关形状记忆合金的研究已逐渐成为国际相变会议和材料会议的重要议题,并为此召开了多次专题讨论会,不断丰富和完善了马氏体相变理论。

在理论研究不断深入的同时,形状记忆合金的应用研究也取得了长足进步,其应用范围涉及机械、电子、化工、宇航、能源和医疗等许多领域。

二原理一由形状记忆合金的定义我们知道在某种条件下满足由A到B,B又恢复到A 的合金材料,那么我们就知道形状记忆合金在工作状况中,有两个条件:一,形状改变是可逆和半可逆的。

二,环境的改变能引起形状的改变。

原理一:母相在降温和施加应力的作用下变成马氏体,在合金的单相作用下,马氏体顺应力发生再取向,形成马氏体的择优取向,但大部分和全部马氏体都采取这个取向是,材料在宏观上表现为形变。

二将马氏体加热到As点以上,马氏体发生逆转变,因为马氏体晶体的对称性低,转变为母相是只形成几个位向,甚至只有一个位向,也就是母相原来的位置,尤其在母相长程有序时,马氏体片群中不同变体存在强的力学偶时,形成单一位相的母相倾向更大,逆转变完成后,便有完全回复了原来的母相的晶体,宏观现象也就完全恢复。

三、形状记忆效应的分类形状记忆合金分为单程记忆效应,双程记忆效应,双程记忆效应。

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。

双程记忆效应。

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。

最先在合金相变过程中观察到形状记忆效应的是Chang 和Read ,他们通过对AuCd的相变可逆性研究发现相变过程中发生了电阻率的变化。

1958 年,在铜(CuZn) 中也发现了类似的现象。

直到1962 年, 当Buehlerh和其同事们在等原子的Ni2Ti 合金中发现了SME 后,对SMA 冶金学和应用的研究才蔚然兴起。

随后的十年中,市场上出现了大量的利用SMA 制造的产品。

经过广泛研究,到目前为止,具有SME 的合金可归纳为以下几类:a) Ni2Ti 系,包括等原子Ni-Ti , Ti-Ni-X(X = Fe ,Al ,Co) ;b) 铜系, 包括Cu-Zn 系, 如Cu-Zn , Cu-Zn-X(X = Si ,Al , Sn) ; Cu-Al 系, 如Cu-Al2 , Cu2Al2Ni ;c) 其他有色金属系, 如Co-Ni , Ti-Nb ,Au-Cu-Zn ,Au-Cd ,Ag-Cd , In-Ti 等;d) 铁基合金,如Fe-Pt ,Fe-Ni-Co ,Fe-Mn-Si ,Fe-Ni-Co-Ti ,Fe-Mn-C 及不锈钢等。

虽然目前已经发现的形状记忆合金有30 余种。

但正式作为商品生产的只有Ni 系和Cu 基两大类。

一般来说,Ni2Ti 合金反复使用的稳定性、耐蚀性、对生物体的适应性(界面相互作用) 、以及超弹性和制备加工性等都比Cu 基合金优越,但成本较高。

Cu 基合金尽管在这些方面略微逊色,但价格便宜,在反复使用频率不太高、条件不太苛刻情况下,应用前景非常广泛。

四、形状记忆效应的应用由于记忆合金的特殊的记忆功能,现已广泛应用于航空、卫星、医疗、生物工程、能源和自动化等方面。

1. 航空航天工业在航天方面,常用Ni-Ti合金制成天线。

用在宇宙飞船上的天线是非常庞大的,呈半球月面状。

若用普通金属制成这样的天线,由于宇宙飞船的体积是有限的,无法把它带上去,但采用记忆温度为40摄氏度的Ni-Ti合金在40摄氏度以上做成月面天线,然后再冷却到40摄氏度以下,这时天线就可以折叠成一个小球团,从而达到方便的装进宇宙飞船的目的。

当宇宙飞船到达月球后,受到太阳光的强烈照射,小球团的温度很容易达到40摄氏度以上,此时它就恢复原来的形状,张开呈伞面开始工作。

[1]2.生物医疗.临床上用的最普遍的是镍钛(Ni-Ti)形状记忆合金(SMA),简称NT—SMA。

NT—SMA是集耐磨、耐腐蚀、形状记忆效应伪弱性和声阻尼等性能于一体的新材料,有热弹力型的马氏体变态,有种种难以想象的性质。

[3]采用Ni-Ti合金做成人体用的生物植入件,如脊柱矫直用的支板,齿科用的矫齿丝以及人体矫形外科用的假肢等。

用于医学领域的 Ti-Ni 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。

Ti-Ni 可与生物体形成稳定的钝化膜。

目前,在医学上 Ti-Ni 合金主要应用有:(1) 牙齿矫形丝用超弹性 Ti-Ni 合金丝和不锈钢丝做的牙齿矫正丝,其中用超弹性 Ti-Ni 合金丝是最适宜的。

通常牙齿矫形用不锈钢丝 Co-Cr 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 Ti-Ni 合金作牙齿矫形丝,即使应变高达10%也不会产生塑性变形。

这种材料不仅操作简单,疗效好,也可减轻患者不适感。

(2) 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。

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 Ti-Ni 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。

[3]3.日常生活. (1) 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。

[6](2) 眼镜框架在眼镜框架的鼻梁和耳部装配 Ti-Ni 合金可使人感到舒适并抗磨损,由于 Ti-Ni 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 Ti-Ni 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。

(3) 移动电话天线和火灾检查阀门使用超弹性Ti-Ni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Ti-Ni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。

五、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。

总结:形状记忆合金有形状记忆特效和防弹性,广泛应用在科学中。

参考文献:1、崔海宁. 形状记忆合金在建筑领域中的应用[J]. 山西建筑, 20062、高志刚. 形状记忆合金的应用[J]. 现代制造技术与装备, 20073、吴根华. 形状记忆合金及其应用[J]. 安庆师范学院学报(自然科学版), 20044、周海锋. 形状记忆合金及其应用[J]. 机电设备, 20025、王永前,赵连城. 高温形状记忆合金研究进展[J]. 功能材料, 19956、杨凯,辜承林. 形状记忆合金的研究与应用[J]. 金属功能材料, 20007、曹运红. 形状记忆合金的发展及其在导弹与航天领域的应用[J]. 飞航导弹, 20008、肖恩忠. 形状记忆合金的应用现状与发展趋势[J]. 工具技术, 20059 .Chen Zhang, Ralph H. Zee, Paul E. Thoma, “Development of Ni-Ti basedshape memory alloys for actuation and control”, Energy Conversion Engineerin Conference, , ol.1, pp.239-24410. G. Song, V. Chaudhry, and V. Batur, “Precision tracking controlof shap memory alloy actuators using neural networks andsliding-mode based robust controller”,Smart Materials andStructures, 2003,Vol.12, pp.223-231。

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