功能材料论文形状记忆合金
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
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。
浅谈形状记忆合金在土木工程领域中的应用
浅谈形状记忆合金在土木工程领域中的应用论文导读：近年来，如何提高土木工程结构的安全性、耐久性问题逐渐受到人们的重视。
目前，在土木工程领域中应用较为广泛的智能材料有形状记忆合金、压电材料、光栅光纤及磁流变体等。
SMA 用于结构的振动控制，可以有效地减小结构在地震荷载作用下的位移响应，因此结构振动控制是SMA在土木工程领域中的主要研究方向。
关键词：形状记忆合金，土木工程，振动控制，健康监测0 引言近年来，如何提高土木工程结构的安全性、耐久性问题逐渐受到人们的重视。
经过各国学者的共同努力，相继提出了一些较为前沿的方法用于提高结构的安全性及耐久性。
其中，由智能材料组成的智能材料结构系统在土木工程领域的应用研究不仅具有吸引力，而且具有潜在的革命性。
目前，在土木工程领域中应用较为广泛的智能材料有形状记忆合金、压电材料、光栅光纤及磁流变体等。
在众多的智能材料中，形状记忆合金(Shape Memory Allo y，简称SMA)是一类对形状有记忆功能的材料，这种材料本身具有自感知、自诊断和自适应的功能。
1932年，美国学者Olander在研究Au-Cd合金时发现了形状记忆效应(Shape Memory Effect，简称SME)。
论文格式。
此后对SMA的研究和应用才真正开始。
S MA作为智能材料之一，最早广泛应用于航空航天、机器人、医疗等精密尖端领域。
近年来，随着材料加工技术和工业化生产能力的提高，SMA在土木工程中的研究与应用也有了较快的发展。
SMA由于具有可恢复变形大、在受限回复时能产生很大的驱动力、电阻对应变敏感、高阻尼性能、抗疲劳性能好，并且可以实现多种变形形式，易于同混凝土、钢等材料相结合等特点而日益受到重视，国内外众多学者对S MA在土木工程中的应用进行了理论和实验研究。
1 SMA的重要特性1.1 形状记忆效应(SME)形状记忆效应是指某些具有热弹性或应力诱发马氏体相变的材料处于马氏体状态，并进行一定限度的变形后，经加热并超过马氏体相消失温度时，材料能完全恢复到变形前的形状和体积的功能，如图1所示。
智能材料论文
智能材料论文智能材料是一种具有自主感知、自适应、自修复和自组装等功能的新型材料，它能够对外界环境做出响应并产生相应的变化。
智能材料的研究和应用已经成为当前材料科学领域的热点之一，其在航空航天、医疗保健、智能机器人等领域具有广阔的应用前景。
智能材料的种类繁多，其中形状记忆合金是一种应用较为广泛的智能材料之一。
形状记忆合金具有记忆形状的特性，可以在外界作用下发生相变，恢复到其记忆形状，因此在医疗器械、航空航天等领域有着重要的应用价值。
除了形状记忆合金，智能聚合物也是一种备受关注的智能材料。
智能聚合物具有响应外界刺激而改变其形态、性能的特点，可以被广泛应用于智能传感器、智能涂料等领域。
另外，碳纳米管也是一种研究热点的智能材料。
碳纳米管具有优异的导电性和力学性能，可以被应用于柔性电子器件、纳米传感器等领域。
在智能材料的研究中，仿生材料也是一个备受关注的方向。
仿生材料以生物体的结构和功能为蓝本，具有优异的生物相容性和生物相似性，可以被应用于人工器官、组织修复等领域。
总的来说，智能材料的研究和应用已经取得了一系列的重要进展，但与传统材料相比，智能材料的研究仍面临着诸多挑战。
例如，智能材料的制备工艺需要更高的精密度和稳定性；智能材料的性能测试和评价方法亟需标准化和规范化；智能材料的环境适应性和耐久性需要进一步提高等。
因此，未来在智能材料领域的研究中，需要加强跨学科交叉合作，推动智能材料的基础理论研究和应用技术创新，为智能材料的发展开辟新的道路。
综上所述，智能材料作为一种新型材料，在材料科学领域具有重要的研究和应用价值。
随着科技的不断进步和创新，相信智能材料必将在未来取得更大的突破和发展，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
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。
记忆合金
南京航空航天大学硕士学位论文原位自生碳化物颗粒增强Fe-Mn-Si基形状记忆合金及性能研究姓名：王河廷申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：沈以赴20080301南京航空航天大学硕士学位论文摘要形状记忆合金是最具实用价值金属功能材料之一，Fe-Mn-Si基合金具有价格低廉、工艺简单等一系列优点。
但该系合金的形状回复率不高，耐蚀性能较差限制了其应用范围的进一步扩大。
本文通过优化合金成分设计，对原位自生碳化物颗粒增强Fe-Mn-Si基合金形状记忆效应及其相关性能进行了研究。
通过添加适量Nb，V，Ti，RE(Ce)等合金元素，设计了八种典型成分的Fe-Mn-Si基形状记忆合金，并用原位自生法制备出了碳化物颗粒弥散分布增强的Fe-Mn-Si基合金。
采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了合金的显微组织及物相成分。
固溶态合金基体主要为奥氏体及少量热诱发ε马氏体，生成适量的热诱发马氏体对合金形状记忆效应有利。
随着预变形量增大，合金组织中应力诱发ε马氏体开始增多，由原来的单一方向ε马氏体变成交叉方向马氏体。
采用拉伸变形法，研究了不同工艺参数、不同成分合金的形状记忆效应。
结果表明，固溶态合金在变形前于一定的温度（750℃）进行时效处理（250min）能有效提高合金的形状记忆效应。
随时效处理温度的升高，合金形状回复率缓慢提高，在750℃下达到最大，之后开始下降。
合金的形状回复率随着预变形量的增大而减小，在预变形为2％时达到最大值，其中成分为Fe-14.0Mn-6.0Si-9.0Cr-5.0Ni-0.83Nb-0.045Ce合金的回复率达到96.9％。
热机械训练能有效提高合金形状回复率，特别是第一次训练提高最为显著。
Fe-Mn-Si基合金中加入适量的Cr，Ni，Nb等元素可以显著提高合金耐腐蚀性能，在碱性NaOH溶液中其耐蚀性是304，316不锈钢的3倍。
关键词：Fe-Mn-Si基合金，形状记忆效应，原位自生颗粒，预变形，时效温度，热机械训练，马氏体相变i原位自生碳化物颗粒增强Fe-Mn-Si基形状记忆合金及性能研究iiABSTRACTShape memory alloys are one kind of functional materials possessing a greatpractical use. The Fe-Mn-Si based alloys have a series of advantages such as low cost and processing easiness. However, the low shape memory recovery ratio and the limited anti-corrosion ability restrict their usage. In the present paper, the in-situ carbide particulate reinforced Fe-Mn-Si based shape memory alloys (SMA) were prepared by optimizing the compositions. The mechanical properties of the prepared alloys were also studied.Eight kinds of Fe-Mn-Si based SMA were designed by adding a suitable amountof Nb, V, Ti, and RE (Ce) elements. The Fe-Mn-Si based SMA reinforced with a uniformly dispersed in-situ carbide particulates were prepared.Optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD) were used to study the microstructures and phases of Fe-Mn-Si based alloys. The solid solution stated alloy matrix mainly consisted of the austenite and a small amount of heat reduced εmartensite. The presence of a suitable amountof heat reduced ε martensite favored the enhancement of the shape recovery ratio. With increasing the pre-deformation degree, the amount of the stress induced martensite increased, and its orientation changed from a single direction to a crossed from.Tensile tests were used to study the shape memory effect of the alloys by changing the processing parameters and the chemical compositions. It showed that the shape memory ratio of the solid solution stated alloys increased significantly after an ageing treatment (250 min) at a proper temperature (750℃) before deformation. The shape memory ratio of the alloys enhanced with increasing the ageing temperature. A maximum value was obtained at 750℃, above which the shape memory ratio showed a decrease. The shape recovery ratio of the prepared alloys decreased with increasing the pre-deformation degree. A best shape memory ratio was obtainable at 2% pre-deformation. The recovery ratio of Fe-14.0Mn-6.0Si-9.0Cr-5.0Ni-0.83Nb- 0.045Ce alloy reached a high value of 96.9%. The shape recovery ratio of the alloys could be effectively improved through suitable南京航空航天大学硕士学位论文thermo-mechanical training, especially the first cycle training.The anti-corrosion ability of the Fe-Mn-Si based alloys was improved by adding a suitable amount of Nb, V, Ti, and RE (Ce) elements. The experimental results showed that the anti-corrosion ability of alloys in NaOH solution was three times higher than that of 304 and 316 stainless steels.Key words: Fe-Mn-Si based alloy, Shape memory effect, In-situ autogeny particles, Pre-deformation, Aging temperature, Thermo-mechanical training, Martensite transformationiii原位自生碳化物颗粒增强Fe-Mn-Si基形状记忆合金及性能研究vi 图表清单图清单图1.1 普通金属与形状记忆合金的应力应变示意图 (1)图1.2 形状记忆合金晶体转变的示意图 (6)图1.3 半热弹性相变合金中形状记忆效应示意图 (8)图1.4 应力诱发马氏体相变示意图 (9)图1.5Fe-30Mn-6Si合金晶粒尺寸对形状记忆效应的影响 (12)图2.1 形状记忆效应关系图 (18)图2.2Si对Fe-30Mn-Si合金ε马氏体相变体积变化率的影响 (19)图2.3试样材料加工工序示意图 (21)图2.4 板材拉伸试样图 (21)图2.5试样拉伸示意图 (22)图2.6电解抛光示意图 (23)图3.1 时效温度对形状回复率的影响 (25)图3.2 不同合金试样的最佳时效温度变化 (26)图3.34#合金试样不同时效处理温度下750℃回复退火后的金相组织 (27)图3.44#合金试样750℃时效处理下高倍显微组织 (28)图3.5 图3.4中A点颗粒成分 (28)图3.6 不同成分合金在750℃时效处理时的金相组织 (30)图3.7 实验工序图 (31)图3.8 试样经750℃回复退火时预变形量对形状回复率的影响 (32)图3.9 预变形量对合金的影响 (33)图3.10 训练次数和回复率之间的关系 (36)图3.11 热机械训练后合金金相组织 (37)图3.124#合金试样X射线衍射图样 (39)图4.1 时效温度对合金硬度的影响 (42)图4.2时效温度对试样屈服强度的影响 (44)图4.3回弹高度测量示意图 (45)图4.4 不同载荷下时效温度对回弹性的影响 (49)承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
形状记忆合金论文[优质文档]
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形状记忆合金论文[优质文档]形状记忆合金形状记忆合金(Shape Memory Alloys, SMA)是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料。
除上述形状记忆效应外，这种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”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。
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在1952年作出的。
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、形状记忆效应机理将变形马氏体加热到As点以上，马氏体发生逆转变，因为马氏体晶体的对称性低，转变为母相时只形成几个位向，甚至只有一个位向—母相原来的位向。
尤其当母相为长程有序时，更是如此。
当自适应马氏体片群中不同变体存在强的力学偶时，形成单一位向的母相倾向更大。
逆转变完成后，便完全回复了原来母相的晶体，宏观变形也完全恢复。
注意:以上原理只适合热弹性，而半热弹性记忆合金主要是由Shockley不全位错的可逆移动引起。
变性的三种形式三、形状记忆效应的分类经过广泛研究,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 , Ni ; Cu2Al2c) 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。
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Ti-Ni形状记忆合金的制备、性能及应用摘要：Ti-Ni形状记忆合金是现代一种性能优良的新型功能材料，本文主要介绍了其简介、制备方法、主要性能和主要的应用及发展前景。
形状记忆合金的发展背景：在研究Ti-Ni合金时发现：原来弯曲的合金丝被拉直后，当温度升高到一定值时，它有恢复到原来弯曲的形状。
人们把这种现象称为形状记忆效应（Shape Memory Effect）简称SME,具有形状记忆效应的金属称为形状记忆合金（SMA）。
形状记忆现象的发现可以追溯到1932年，美国在研究Al-Cd合金时观察到马氏体随温度变化而消长；1938年美国哈佛大学和麻省理工学院发现Cu-Sn，Cu-Zn，合金在马氏体相变中的形状记忆效应；同年前苏联对Cu-Al-Ni，Cu-Sn合金的形状记忆机理进行了研究；1951-1953年，美国分别在Au-Cd，In-Ti，合金中观察到形状记忆效应。
知道60年代初，形状记忆效应制备看作是一种现象，Ti-Ni合金形状记忆效应发现后，美国研制了最初实用的形状记忆合金“Nitinol”。
形状记忆合金SMA(Shape Memory Alloy)是指具有一定的初始形状，经形变并固定成另一种形状后，通过热、光、电等物理刺激或者化学刺激处理又可以恢复其初始形状的一种新型金属功能材料。
由于这种合金具有独特的形状记忆效应和超弹性效应，可以制作小巧玲珑、高自动化、性能可靠的元器件，目前已被广泛应用于电子仪器、汽车工业、医疗器械空间技术、能源开发等领域。
形状记忆效应：形状记忆效应有三种形式。
第一种称为单向状，再重新加热到As以上，马氏体发生逆转变，温度升高至Af 点，马氏体完全消失，材料完全恢复母相形状。
一般形状记忆效应，即将母相冷却或加应力，使之发生马氏体相变，然后是马氏体发生塑性变形，改变其形没有特殊说明，形状记忆效应都是指这种单向形状记忆效应。
有些形状记忆合金在加热发生马氏体逆转变时，对母相有记忆效应；当从母相再次冷却为马氏体时，还回复马氏体形状，这种现象称为双向形状记忆效应。
第三种情况是在Ti-Ni合金系发现的，在冷热循环过程中，形状回复到与母相完全相反的形状，称为全方位形状记忆效应。
目前已发现的形状记忆合金种类很多，可分为镍钛系、铜系、铁系合金三大类。
另外，近年发现一些聚合物和陶瓷材料也具有形状记忆功能，其形状记忆原理与合金不同，还有待于进一步研究。
目前已实用的形状记忆材料只有Ti—Ni合金和铜系形状记忆合金。
Ti-Ni合金的制备1铸造Ti-Ni合金是高温延展性良好的材料。
当温度超过400℃后．拉伸强度下降，与此相反，延伸率迅速增加。
可见．如果温度范围定得合理．Ti-Ni合金无论锤锻、压力机上锻造或径向锻造都是比较容易进行的。
实践表明锻造温度不宜高于900℃．否则合金表面将剧烈氧化而产生Ti-Ni—Ti4Nb2低熔点混合物相。
过是间隙氧污染物质，具有脆化合金的作用。
另一方面温度分布不宜低于750℃，否则材料的变形抗力增大．缺口敏感性突出，常易造成撕裂性质的破坏．使废品率增加。
因此，锻造温度范围为750～900℃。
铸锭锻造前需经850℃、l2h均匀退火．然后．机加工去表面氧化皮和冒口，再锻成棒料。
2热挤压从Ti-Ni的高温拉伸性能来看．Ti-Ni合金适宜挤压。
但不能进行冷挤压。
Rozner 在0.7Tm(Tm为金属的熔点)温度成功的进行了Ti-Ni的热挤压。
铸锭经机加工后用碳钢包套．然后在900℃挤压．挤压比为4：1～16：1．挤压后坯料在600℃退火1h．然后炉冷．3轧制和拉拔棒料轧制一般可在普通多机座连续轧机上进行一孔型设计按常规由平椭圆、椭圆和圆组成。
起轧温度820士20℃。
根据成品的尺寸要求．应旨理地将整个轧制过程分解为一定数量的道次。
轧制道次如下：Φ43mm一Φ25ram 7道次．Φ25mm一Φ15ram 5道次．Φ25mm一Φ8．5ram 9道次。
轧制板材的设备最好带有预应力装置。
板材轧制温度应略高于棒材，但不高于900℃，否则氧化皮增加影响材质。
坯料厚度从30mm轧至2．8～3．2mm采用9道次。
轧制带材的方法不同于棒材和板材．最好温轧。
轧制时前后应有一定的张力。
用通电的方法使材料保持温度(500～600℃)．以免出现加工硬化．每一遭次压下量应控制在0.2～0．3mm左右。
Ti-Ni合金在70℃以上存在异常大的速度加工硬化。
冷加工必须正确掌握变形率和中间退火。
冷轧的道次变形率应小于2％，冷拔为10%，每道的中间退火温度宜采用650～700℃。
经研究表明：清除Ti-Ni合金加工硬化以650士20℃为佳。
Ti-Ni合金丝的冷拔工艺为：中间退火温度为750℃，退火时间15min，润滑剂用肥皂．拔丝速度小于6m/min．第一道次冷拔量15％～20%．其后的道次冷拔量为10%左右。
2次退火间总冷拔量为40％～45％。
4冷加工Ti-Ni合金的布氏硬度虽然只有90上下，但切削性能很差．特别是钻孔时，如用高速钢刀具．剧寿命更短，所以一般使用硬质合金(如碳化钨)刀具。
切削速度应适中．过快或过慢都不好。
磨削加工以采用碳化硅系列的砂轮为佳，5粉末成形Ti-Ni记忆合金的机加工性能较差，近年来人们开始研究采用免除或减步加工工序的粉末情金方法和精铸方法来制造记忆合金零件。
目前大致有2种粉末成形的方法：(1)用预制的Ni一Ti合金粉末经过2次热等静压扩散烧结．主要用于制备拉丝的优质毛坯。
(2) 直接用Ni和Ti粉作原料经过一次烧结和热等静压处理。
试样制备工艺是：将350目Ti粉和还原的羰基Ni粉50％(原子数分数)的比例混合，置于石墨模中在热压机上烧结。
再经过包套轧制和高压等静压处理后．进行均匀化处理。
试样密度是理想材料的95％～97％．但回复率只有熔炼材料的70%左右。
目前，Ti-Ni 合金的粉末成形还存在一些问题。
由于粉末中有杂质和氧含量．加上制备过程中由于石墨模引起的碳和其它元素侵入等问题，都使粉末成形值得更深入研究。
Ti-Ni记忆合金的性质及特点近等原子比的Ti-Ni基记忆合金是最早得到应用的一种记忆合金。
由于其具有优异的形状忆效应、高的耐热性、耐蚀性、高的强度以及其他合金无法比拟的热疲劳性与良好的生物相容性以及高阻尼特性等，因而得到广泛的应用。
Ti-Ni基记忆合金的相变温度对成分最敏感，含Ni量每增加0.1%，就会引起相变温度降低10℃，添加的第三元素对Ti-Ni 合金相变温度的影响也很大。
具有丰富的相变现象、优异的形状记忆和超弹性性能、良好的力学性能、耐腐蚀性、生物相容性以及高阻尼特性；研究最全面、记忆性好、实用性强的形状记忆合金材料，是目前应用最为广泛的形状记忆材料。
Ti-Ni基记忆合金的特点：1机械性质十分优良，能恢复的形变可高达10％（一般金属材料＜0.1％）；2加热时产生的回复应力非常大，可达500MPa；3无通常金属呈现的“疲劳断裂”现象；可感受温度、外力变化并通过调整内部结构来适应外界条件——对环境刺激的自适应性。
与典型的耐磨材料相比, Ti-Ni合金的硬度较低,但其耐磨性非常优良,甚至超过普通耐磨材料。
研究发现, Ti-Ni合金优异的摩擦性能主要来源于合金的相变超弹性,另外其良好的应变硬化效应、热硬性、耐腐蚀等特性也有助于合金的耐磨性。
对不同 Ni含量的 Ti-Ni SMA的抗磨损性能进行了研究。
结果表明: Ti-Ni SMA的抗磨损性能主要取决于合金的硬度和相组成。
对于相组成为B+ M的 Ti-Ni合金来说, 其硬度的大小取决于 B相含量, B相含量越高,合金的硬度越高,而对于含马氏体相的合金来说其硬度变化又受到 Ni含量的强烈影响。
在干摩擦条件下, 含单一 B相合金的抗磨损量是单相马氏体合金的5倍左右。
研究表明: 经此工艺及退火处理后的 Ti-Ni合金由于发生了严重的塑性变形,导致晶粒细化,从而提高了合金抗塑性变形的能力,改善了合金的耐磨性。
Ti-Ni记忆合金的应用Ti-Ni基记忆合金的应用已遍及航空、航天、机械、电子、能源、医学以及日常生活中。
下面主要讲述其在工程应用、医学应用及智能应用。
工程应用形状记忆材料在工程上的应用很多，最早的应用就是作各种结构件，如紧固件、连接件、密封垫等。
另外，也可用于一些控制元件，如一些与温度有关的传感及自动控制。
60年代初Ti-Ni合金首次被用于海军飞机液压系统的接头，并取得了成功。
形状记忆合金做紧固件、连接件较其他材料有许多优势。
（1）夹紧力大，接触密封卡了、可靠，避免了由于焊接而产生的冶金缺陷；（2）适于不焊接的接头;(3）金属与塑料等不同材料可以通过这种连接件连成一体；（4）安装时不需要熟练的技术。
把形状记忆合金制成的弹簧与普通安装在一起可以制成自控元件。
1973年美国试制成第一台Ti-Ni热机，利用形状记忆合金在高温，低温时发生的相变，产生形状的改变，并伴随极大的应力，实现机械能和热能的相互转换。
医学应用医学上使用形状记忆合金主要是Ti-Ni合金，这种材料对生物体有较好的相容性，可以埋入人体作为移植材料。
在生物体内部作固定折断骨架的销、进行内固定接骨的接骨板，由于体内温度是Ti-Ni合金发生相变，形状改变，不但没能将两段骨固定住，而且能在相变过程中产生压力，迫使断骨很快愈合。
另外，假肢的连接、矫正脊柱弯曲的矫正板，都是利用形状记忆合金治疗的实例。
在内科方面，可将细的Ti-Ni丝插入血管，由于体温使其恢复到母相的网状，阻止95%的凝血块不流向心脏。
用记忆合金制造的肌纤维与弹性体薄膜心室相配合，可以模仿心室收缩运动，制造人工心脏。
智能应用形状记忆合金是一种集感知和驱动双重功能为一体的新形材料，因而可以广泛应用于各种自调节和控制装置，如各种智能、仿生机械。
形状记忆薄膜和细丝可能成为未来机械手和机器人的理想材料，它们除温度外不受任何其他环境条件的影响，可望在核反应堆、加速器、太空实验室等高科技领域大显身手。
Ti-Ni合金前景近年来在Ti-Ni合金基础上，加入Nb、Cu、Fe、Al、Si、Mo、V、Cr、Mn、Co、Zr、Pb等元素，开发了Ti-Ni-Cu、Ti-Ni-Pb、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Cr等新型Ti-Ni合金。
上述合金元素对Ti-Ni合金的Ms点有明显影响，也使As温度降低，即使伪弹性向低温发展。
Ti-Ni系合金是最具有前景的形状记忆材料，性能优良，可靠性好，并且与人体有生物相容性；为适应在微机械及各种复杂环境中的使用要求，Ti-Ni形状记忆合金级后的发展方向是尺寸的超小化、超细化、超薄化；相变的高温化；热滞的宽化与窄化；功能的复合智化以及组织性能的稳定化。
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