智能材料的应用和发展
智能材料在航空工业中的应用和发展建议

智能材料在航空工业中的应用和发展建议智能材料是指具有感知、响应和控制功能的材料,可以根据外部条件做出自主调整以满足设定的要求。
在航空工业中,智能材料的应用前景广阔,可以大大提升飞行器的性能和安全性。
本文将探讨智能材料在航空工业中的应用及发展建议。
1. 结构健康监测智能材料可以用于飞行器结构的健康监测,通过内置的传感器和智能控制器,实时监测结构的变化和损伤情况,当出现问题时及时进行修复或报警,大大提升了航空器的安全性。
2. 主动减振控制智能材料可以用于设计飞行器的主动减振系统,通过调节材料的柔韧性和刚度,实现减少飞行器的振动,提高飞行的稳定性和舒适性。
3. 自修复材料智能材料可以应用于自修复材料,当飞行器受损时,可以自动启动修复机制,快速恢复材料的完整性,延长了飞行器的使用寿命。
4. 多功能智能材料智能材料可以具备多种功能,比如热敏电阻、压阻、压电、形状记忆、光敏、磁敏等,可以满足不同航空器对材料的多种需求,简化了结构设计和材料选用的程序。
5. 仿生材料通过仿生设计,利用智能材料模仿生物体的结构和功能,设计更加轻巧、高效的飞行器。
比如利用仿生智能材料设计更加省能、省材的机翼结构。
1. 加强智能材料的基础研究目前智能材料的研究还处于起步阶段,需要加强对智能材料的基础研究,发现更多的新型材料并为其开发应用提供技术保障。
2. 加快智能材料技术的产业化进程智能材料的应用需求日益增多,需要加快智能材料技术的产业化进程,推动智能材料在航空工业中的广泛应用。
3. 强化智能材料在航空工业中的标准化体系智能材料在航空工业中的应用需要建立统一的标准化体系,以确保智能材料的质量和性能符合航空工业的需求。
4. 加强智能材料与航空工程学科的交叉研究智能材料与航空工程学科的交叉研究将会推动智能材料在航空工业中的应用,需要加强学科之间的交流与合作,促进技术的融合。
5. 增加智能材料的应用案例与实践需要通过实际的应用案例和实践经验,推广智能材料在航空工业中的应用,不断提升其在飞行器设计和制造中的地位。
智能材料在能源领域中的应用与发展

智能材料在能源领域中的应用与发展随着人类对新能源的需求越来越大,智能材料在能源领域中的应用越来越受到关注。
智能材料具有可编程性、自适应性、响应速度快等特点,可以实现自动控制和实时监测,成为能源领域中的一种重要技术手段。
本文将介绍智能材料在能源领域中的应用和发展。
一、智能材料在新能源领域中的应用1. 太阳能领域太阳能是一种无污染、可再生的能源,但是受到天气和地域的限制,太阳能利用率一直不高。
智能材料的应用可以提高太阳能的利用效率。
例如,利用智能材料制造的太阳能电池可以根据光照强度来调节电池的输出电压和电流,实现最大的能量收集。
此外,智能材料还可以用于太阳能集热器,在不同的气候条件下,自动调节反射率和吸收率以达到最优效果。
2. 风能领域风能是一种非常具有前途的可再生能源。
智能材料可以应用于风能发电机组,通过监测风速、方向和温度,调整风力机叶片的角度和旋转速度来保证风能的最大利用效率。
此外,智能材料还可以用于改进风能发电设备的材料,提高性能和使用寿命。
3. 能源储存领域智能材料在能源储存领域中的应用主要是针对电池和超级电容器等储能设备。
智能材料可以用于提高储能设备的性能,例如,利用智能材料制造的电极材料可以提高电池的储能密度和循环寿命。
此外,智能材料还可以用于开发新型超级电容器,提高能量密度和功率密度。
二、智能材料在能源领域中的发展趋势智能材料在能源领域中的应用已经取得了一定的进展,但是仍然面临一些挑战和需求,未来的发展还有很大的空间。
1. 应对新能源领域需求随着新能源的发展,智能材料应用于储能、输电、发电等领域将变得越来越重要。
智能材料可以提高新能源的效率、安全性和可靠性,降低成本。
未来智能材料将在新能源领域中得到广泛应用。
2. 发展更加智能化的材料尽管现有的智能材料已经有着很好的性能,但是还需要不断发展更加智能化的材料,以满足更为复杂的需求。
例如,利用纳米技术,开发出可以对环境温度、压力、湿度等多种信号进行识别和响应的材料。
智能材料的应用与发展

智能材料的应用与发展当今社会科技日新月异,智能材料作为一种材料新兴领域备受瞩目,因其在不同领域中的高应用价值和发展前景广阔而备受人们的关注。
本文将探究智能材料的概念、应用、发展和前景。
一、智能材料的概念智能材料,又称作“智能化材料”或者“功能材料”,是指那些在受到注入外部条件后,能够识别作出响应的特殊材料。
其特征在于强调了材料与信息的融合,即使是普通的材料,只要加以适当的处理后就能表现出智能的性质。
智能材料具有自适应性、自诊断性、自修复性等特点,智能材料能够适应外界环境的变化,及时进行反应。
举例子来说,智能玻璃是一种应用较为广泛的智能材料,其具有透明和不透明两种状态,可以随时自动调节透光度来达到节能的目的。
在建筑、汽车、航空等领域有着广泛应用。
二、智能材料的应用智能材料在生活中的应用十分广泛,可以应用于智能家居、智能交通、医疗、航空航天、工业自动化等各个领域。
1. 智能家居随着物联网的不断发展,智能家居成为智能材料的重要应用领域之一。
智能家居通过感知、识别、控制家庭环境的方式,实现了家庭设备、照明、音乐等设备的自动管理,大大提高了生活质量和智慧生活体验。
目前,智能家居中最广泛应用的智能材料是智能玻璃和智能墙纸。
2. 智能交通智能交通是指交通系统中通过信息化、感知式设备和流程管理等方式,提高交通安全性和效率的交通系统。
智能材料在智能交通中有着广泛的应用。
例如,智能交通中的车载电子系统需要使用机电系统、固态电子芯片等材料,而智能交通指挥中心中的调度系统则需要很多传感器和控制部件。
3. 医疗智能材料应用于医疗领域,可用于医疗器械、医疗设备、体内病灶检测等多个方面。
例如,在光学成像领域,光电材料和光学材料是非常重要的智能材料,与医学成像技术紧密关联;在医用制品中,纳米材料得到了广泛应用,并改善了制品的性能。
4. 航空航天智能材料在航空航天领域的应用,是为了提高飞机飞行、任务完成时间和功能能力。
智能材料的光电传感器和高产能合成材料,极大地促进了干扰、识别等方面的技术应用。
智能材料的响应机理与应用前景

智能材料的响应机理与应用前景一、智能材料概述智能材料,也称为智能型材料或自适应材料,是一类具有感知、处理和响应外部刺激能力的新型材料。
它们能够根据外界环境或内部条件的变化,自动调整自身的性能,以适应不同的应用需求。
智能材料的发展,不仅能够推动材料科学的进步,还将对整个社会经济产生深远的影响。
1.1 智能材料的定义与分类智能材料可以定义为具有一种或多种智能特性的材料,这些特性包括但不限于感知、驱动、自修复、自组装等。
根据其功能和应用,智能材料主要可以分为以下几类:- 形状记忆材料:能够记忆并恢复其原始形状的材料。
- 热致伸缩材料:随温度变化而改变尺寸的材料。
- 电致伸缩材料:在电场作用下发生尺寸变化的材料。
- 磁致伸缩材料:在磁场作用下发生尺寸变化的材料。
- 自修复材料:在损伤后能够自我修复的材料。
1.2 智能材料的发展历程智能材料的研究始于20世纪70年代,随着科技的发展,智能材料的研究逐渐深入,并在多个领域得到应用。
智能材料的发展可以分为以下几个阶段:- 初始阶段:对智能材料的基本特性进行探索和研究。
- 发展阶段:智能材料的制备技术不断进步,应用领域逐渐拓展。
- 成熟阶段:智能材料的理论研究和应用技术日益成熟,开始广泛应用于各个领域。
二、智能材料的响应机理智能材料的响应机理是其智能特性的基础,涉及到材料的微观结构、化学组成以及与外界环境的相互作用。
2.1 感知机理智能材料的感知机理主要依赖于其内部的传感元件或结构,能够感知外部环境的变化,如温度、压力、湿度、电磁场等。
这些感知元件或结构可以是材料内部的纳米颗粒、纤维、孔隙等,也可以是与材料复合的传感器。
2.2 处理与决策机理智能材料在感知到外部刺激后,需要进行信息的处理和决策,以确定如何响应。
这一过程涉及到材料内部的信号传递、能量转换和控制逻辑。
例如,形状记忆合金在感知到温度变化后,通过内部的马氏体相变来实现形状的恢复。
2.3 响应与执行机理智能材料的响应与执行机理是其智能特性的最终体现。
材料科学中的智能材料及其应用研究

材料科学中的智能材料及其应用研究智能材料是近年来材料科学领域的新兴研究领域,其具有“自我感知、自我判断、自我响应和自我控制”等特征,可广泛应用于智能传感、人工智能、生物医学等领域。
本文将对智能材料的概念、类型、应用及其发展前景作简要介绍。
一、智能材料的概念智能材料是指对外界刺激敏感,并能根据刺激作出自我响应的材料。
这种自我响应能力通常由材料内部结构重新排列、变形、表面改变等方式实现。
智能材料的研究是为了实现智能电子、智能结构或自适应系统等新技术。
智能材料可分为有机智能材料和无机智能材料两种。
有机智能材料以高分子材料为基础,近年来备受关注并取得了很多研究成果。
无机智能材料中,形状记忆合金、压电陶瓷等应用较为广泛。
二、智能材料的类型常见的智能材料包括形状记忆合金、压电材料、磁致伸缩材料、电致发光材料、电致变色材料等。
下面分别介绍这些材料的特点和应用。
1.形状记忆合金形状记忆合金是一种特殊金属合金,在一定条件下能够记住原始形状,在受到一些外界的刺激而发生形变之后恢复成原始的形状。
这种记忆性和形变能力直接取决于材料的组成。
应用领域:形状记忆合金可应用于汽车、飞机、轨道交通等领域,如镁合金贮氢罐和空调膜片、智能阀门等领域。
2.压电材料压电材料是指施加电场或压力,可以在材料中产生电势差的材料。
压电效应是指材料受到力或压力时,能够产生正负极性变化的效应。
应用领域:压电材料被广泛应用于超声诊断设备、压电陶瓷电动机、超时差器、光电子器件、光电通信器件等领域。
3.磁致伸缩材料磁致伸缩材料是指在磁场的作用下发生变形的材料。
这种材料的本质是磁形状记忆材料,其理论基础是贝尔c效应。
应用领域:磁致伸缩材料可应用于无线充电、高效换热器、电磁振荡器以及人工晶体等领域。
4.电致发光材料电致发光材料即LED液晶电视的液晶之中加入一个材料,使得液晶能够发光。
这类 LED液晶电视基于电致发光材料的电致发光效应,使得电视屏幕的清晰度和亮度都得到了提高。
智能材料的新进展和应用

智能材料的新进展和应用智能材料是一种能够实现功能性响应的新材料,是当今材料科学领域的研究热点之一。
它具有很多特殊的物理性质和机械性能,可以响应外部环境的变化产生特定的功能性响应。
随着科技的不断发展,智能材料也在不断进步,并应用于各个领域。
本文将分享智能材料的新进展和应用。
一、新进展1. 灵敏度提高目前,智能材料的灵敏度已大大提高。
智能材料可以对温度、压力、湿度、磁场等外部环境参数产生响应。
智能材料的响应速度、响应范围以及响应灵敏度也在不断提高,这使得智能材料在许多领域具有了更广泛的应用前景。
2. 功能性增强智能材料通过在普通材料中引入一些特殊的物理机制,可以实现很多特殊的功能。
比如,将石墨烯掺入聚氨酯中,可以制成具有超强阻尼性的材料。
另外,还可以通过将镍和钛的合金加工成形状记忆合金,来实现形状记忆效应。
3. 新类型的智能材料涌现传统的智能材料主要有形状记忆合金、磁性材料、微流控芯片等,但是随着科技的不断发展,新类型的智能材料也在不断涌现。
比如,生物响应性材料可以在生理体液的作用下实现生物功能的恢复。
此外,光致变形材料也是近年来一种新型的智能材料,其可以在受到光束的照射下产生变形。
二、应用领域1. 智能结构智能材料的响应特性能够在结构损坏前发出预警信号,从而实现结构的自诊断、自修复。
比如,在航空航天领域,可以将超声波检测器和智能材料结合使用,对飞机结构进行了有效的非破坏性检测。
2. 医疗健康智能材料在医疗健康领域也有很大的应用前景。
比如,智能电缆可以实现人体的神经仿生接口,从而将假肢与人体神经相连接。
另外,可降解敷料材料也是近年来智能医疗领域的研究热点之一。
3. 人机交互采用智能材料制成的人机交互设备,可以通过人体的姿态、语音、手势等实现设备的智能控制。
比如,可穿戴智能手环、智能手表等,都是利用智能材料制成的。
结论:智能材料的新进展和应用领域不断扩大。
未来,随着科技的不断发展和智能材料的不断研究,智能材料势必会得到更广阔的应用,为人类带来更多的福利和便利。
智能材料的应用和发展

智能材料的应用和发展智能材料是一种具有自主感知、自适应和响应能力的材料,可以根据外部刺激变化自行调整其结构和性能。
随着科学技术的不断进步,智能材料在各个领域的应用越来越广泛。
本文将就智能材料的应用和发展进行详细的论述。
首先,智能材料在机械工程领域的应用越来越广泛。
智能材料可以根据外部力变化自行调整其结构和形状,从而实现机械结构的自适应和自修复。
例如,智能材料可以应用在飞机机翼和汽车车身等结构中,当材料受到外部冲击或损伤时,可以自动修复。
这不仅提高了机械结构的安全性和可靠性,也减少了维修和更换的成本。
其次,智能材料在航空航天领域的应用也逐渐增多。
智能材料具有自主感知和自适应性能,能够根据环境变化自动调整材料的性能,适应不同的工作条件,提高航空航天器的适应性和可靠性。
例如,智能材料可以应用在航空航天器的热控制系统中,根据航天器所处环境的温度变化调整材料的热传导性能,保证航天器的热平衡。
此外,智能材料在医学领域的应用也非常广泛。
智能材料可以根据人体的生理状态和刺激变化,自动调整其形状和性能,用于疾病的诊断和治疗。
例如,智能材料可以应用在医学传感器中,通过感知人体的物理和化学变化,帮助医生准确地诊断疾病。
智能材料还可以应用在人工器官和植入物中,根据人体的需要调节其功能和形状,提供个性化的医疗治疗。
此外,智能材料在能源领域也有着广阔的应用前景。
智能材料可以根据能源供需变化自动调整其结构和性能,提高能源的转化效率和利用率。
例如,智能材料可以应用在太阳能电池板中,根据太阳辐射的强度调整材料的吸光性能,提高太阳能电池的能量转化效率。
智能材料还可以应用在储能材料中,根据电荷状态调整材料的导电性能,提高储能设备的充放电效率。
智能材料的发展也面临着一些挑战和困难。
首先,智能材料的制备和加工技术仍然不够成熟。
目前,智能材料的制备通常需要复杂的工艺和设备,成本较高,生产效率较低。
其次,智能材料的长期稳定性和可靠性尚不可保证。
智能材料与智能制造技术的发展与应用

智能材料与智能制造技术的发展与应用随着现代科技的高速发展,智能材料和智能制造技术正成为一个重要的研究热点。
智能材料指的是具有感知、扩展、响应、适应等功能的特殊材料,它可以对外界环境做出反应并产生相应的动作或变化。
而智能制造技术则是采用先进的智能化手段,整合数字化、信息化、电子化等技术,实现生产全过程的自主化、高效化和智能化。
本文将从智能材料和智能制造技术的基本概念、发展历程和应用场景三个方面,探讨这两大领域的最新进展和未来发展趋势。
一、智能材料和智能制造技术的基本概念智能材料的出现,使得材料的机械性能、物理性能和化学性能等方面都得到了强化,能够在外界条件变化时自动或智能地对环境做出响应。
目前,智能材料的种类很多,例如自修复材料、形状记忆材料、智能纳米材料等,都是根据不同的特性进行分类的。
以形状记忆材料为例,它是一种可以记忆形状的特殊材料,可以通过外部刺激,如温度、应力和磁场等,实现形状的可逆变化,具有广泛的应用前景。
而智能制造技术则是一种利用高精度、高速度、高效率的数字化和自动化技术,实现制造过程的全面智能化。
它通过数字化生产计划、数字化制造流程和数字化制造资源等手段,实现了生产全过程的自主控制、资源优化和效率提升。
目前,智能制造技术正日益普及,涉及到机械、电子、信息等多个领域,如3D打印、工业互联网等,已经成为推动制造业深层次转型升级的关键技术之一。
二、智能材料和智能制造技术的发展历程智能材料的研究起源于20世纪60年代,以应变感应材料为代表,后来逐渐扩展到形状记忆材料、自修复材料、新型传感器材料等多个领域。
随着物理和化学的深入研究,智能材料的种类和应用逐渐增多,不断涌现出新的材料类型和功能。
同时,数字化制造技术的快速发展也极大促进了智能材料的应用,如3D打印技术,可以直接将智能材料的设计理念转化为产品实体,减少生产过程中的浪费和资源消耗。
同样,智能制造技术也是在信息技术快速发展的背景下形成和发展的。
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智能材料的应用和发展作者李万飞指导教师郝洪荣【内容摘要】智能材料是一种感知外部刺激,能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。
本文(主要)介绍了智能材料的仿生构想,并重点介绍了智能金属材料、智能无机非金属材料、智能高分子材料、智能纤维、仿生工程材料的构成原理、应用领域和研究现状,并阐述了智能材料的战略意义,展望了它的发展前景,最后探讨了智能材料与材料科学的关系及其发展趋势。
【关键词】智能材料、仿生、智能纤维。
The Application And Development Of Intelligent Materials Content Abstract:The intelligent material is one kind of new Functional Materials that can sensation the exterior stimulation, judge and proper treate, also iself can be executed. This paper (main) introduced the intelligent material biological modelling conception, and key introduced the Constitution principle, application domain and present research situation of Intelligence metallic material , intelligent inorganic nonmetallic material, intelligent high polymer material, intelligent textile fiber, and the bionic engineering materials. Elaborated the strategic significance of smart materials and look forward to its future development. At last, dscussed the relationship between smart material and materials science and its development trend.Key Words: The Itelligent Mterial,、The bionic,、Intelligent Fiber .一、智能材料在这个新材料层出不穷的时代,智能材料也是独领风骚的一朵奇葩,是二十世纪九十年代迅速发展起来的一类新型复合材料。
智能材料又可以称为敏感材料,其英文翻译也有若干种,常用的有Intelligent material,Intelligent material and structure,Smart material,Smart material and structure,Adaptive material and structure等。
它的构想来源于仿生(仿生就是模仿大自然中生物的一些独特功能制造人类使用的工具,如模仿蜻蜓制造飞机等等),它的目标就是想研制出一种材料,使它成为具有类似于生物的各种功能的“活”的材料.因此智能材料必须具备感知,驱动和控制这三个基本要素。
具体来说需具备以下内涵:(1)具有感知功能,能够检测并且可以识别外界(或者内部)的刺激强度,如电、光、热、应力、应变、化学、核辐射等;(2)具有驱动功能,能够响应外界变化;(3)能够按照设定的方式选择和控制响应;(4)反应比较灵敏,及时和恰当;(5)当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态。
举一个简单的应用了智能材料的例子:某些太阳镜的镜片当中含有智能材料,这种智能材料能感知周围的光,并能够对光的强弱进行判断,当光强时,它就变暗,当光弱时,它就会变的透明。
[1]但是现有的材料一般比较单一,难以满足智能材料的要求,所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。
这就使得智能材料的设计、制造、加工和性能结构特征均涉及到了材料学的最前沿领域,使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向。
下面我们将从智能材料的特征、构成和分类来简单的介绍一下。
1、智能材料的特征设计智能材料的两个指导思想是材料的多功能复合和材料的仿生设计,所以智能材料系统具有或部分具有如下的智能功能和生命特征:(1)传感功能(Sensor)能够感知外界或自身所处的环境条件,如负载、应力、应变、振动、热、光、电、磁、化学、核辐射等的强度及其变化。
(2)反馈功能(Feedback)可通过传感网络,对系统输入与输出信息进行对比,并将其结果提供给控制系统。
(3)信息识别与积累功能能够识别传感网络得到的各类信息并将其积累起来。
(4)响应功能能够根据外界环境和内部条件变化,适时动态地作出相应的反应,并采取必要行动。
(5)自诊断能力(Self-diagnosis)能通过分析比较系统目前的状况与过去的情况,对诸如系统故障与判断失误等问题进行自诊断并予以校正。
(6)自修复能力(Self-recovery)能通过自繁殖、自生长、原位复合等再生机制,来修补某些局部损伤或破坏。
(7)自调节能力(Self-adjusting)对不断变化的外部环境和条件,能及时地自动调整自身结构和功能,并相应地改变自己的状态和行为,从而使材料系统始终以一种优化方式对外界变化作出恰如其分的响应。
2、智能材料的构成一般来说智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。
[1] (1) 基体材料基体材料担负着承载的作用,一般宜选用轻质材料。
一般基体材料首选高分子材料,因为其重量轻、耐腐蚀,尤其具有粘弹性的非线性特征。
其次也可选用金属材料,以轻质有色合金为主。
(2) 敏感材料敏感材料担负着传感的任务,其主要作用是感知环境变化(包括压力、应力、温度、电磁场、PH值等)。
常用敏感材料如形状记忆材料、压电材料、光纤材料、磁致伸缩材料、电致变色材料、电流变体、磁流变体和液晶材料等。
(3) 驱动材料因为在一定条件下驱动材料可产生较大的应变和应力,所以它担负着响应和控制的任务。
常用有效驱动材料如形状记忆材料、压电材料、电流变体和磁致伸缩材料等。
可以看出,这些材料既是驱动材料又是敏感材料,显然起到了身兼二职的作用,这也是智能材料设计时可采用的一种思路。
(4) 其它功能材料包括导电材料、磁性材料、光纤等。
a、导电材料包含导电塑料和导电橡胶。
导电橡胶是将玻璃镀银、铝镀银、银等导电颗粒均匀分布在硅橡胶中,通过压力使导电颗粒接触,达到良好的导电性能。
导电橡胶具有良好的电磁密封和水汽密封能力,在一定压力下能够提供良好的导电性(抑制频率达到40GHz)。
b、磁性材料主要是指由过渡元素铁、钴、镍及其合金等组成的能够直接或间接产生磁性的物质。
磁性材料从材质和结构上讲,分为“金属及合金磁性材料”和“铁氧体磁性材料”两大类,铁氧体磁性材料又分为多晶结构和单晶结构材料。
从应用功能上讲,磁性材料分为:软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料、旋磁材料等等种类。
磁性材料从形态上讲。
包括粉体材料、液体材料、块体材料、薄膜材料等。
c、光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。
微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。
通常,光纤的一端的发射装置使用发光二极管(light emitting diode,LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
[1]3、智能材料的分类智能材料是继天然材料、人造材料、精细材料之后的第四代功能材料。
因为现在可用于智能材料的材料种类不断扩大,所以智能材料的分类也只能是粗浅的,分类方法也有多种,一般若按功能来分可以分为光导纤维、形状记忆合金、压电、电流变体和电(磁)致伸缩材料等。
若按来源来分,智能材料可以分为金属系智能材料、无机非金属系智能材料和高分子系智能材料。
目前研究开发的金属系智能材料主要有形状记忆合金和形状记忆复合材料两大类;无机非金属系智能材料在电流变体、压电陶瓷、光致变色和电致变色材料等方面发展较快。
下面我们主要介绍智能材料八种主要种类:1)、形状记忆合金;2)、电流变体和磁流变体;3)、磁致伸缩材料;4)、压电陶瓷;5)、电致伸缩陶瓷;6)、光致变色玻璃;7) 、电致变色材料;8)、光导纤维。
1)、形状记忆合金(SMA)一般金属材料受到外力作用后,首先发生弹性变形,达到屈服点,就产生塑性变形,应力消除后留下永久变形。
但有些材料,在发生了塑性变形后,经过合适的热过程,能够回复到变形前的形状,这种现象叫做形状记忆效应(SME)。
具有形状记忆效应的金属一般是两种以上金属元素组成的合金,称为形状记忆合金(SMA)[2]。
根据不同的记忆功能,形状记忆合金可分为单程、双程、全程记忆效应和伪弹性等。
(1)单程记忆效应(One Way Shape Memory,简称OWSM):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(Two Way Shape Memory,简称TWSM):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( All-round Shape Memory,简称ARSM):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。
三种记忆效应图目前,已开发成功的形状记忆合金有TiNi基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等。
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。
形状记忆合金的具体应用: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。