镍钛合金形状记忆合金的特性及用途
钛镍合金 简介
敬请大家批评指正
谢谢！
Ti-Ni合金制备
开发的钛镍材料新的制造工艺
方法 目的 概要
自蔓延法 降低成本 集束拔丝 降低成本 法 回转液中 降低成本 纺丝法 +新功能 急冷薄带 降低成本 +新功能 法
将镍、钛粉混合, 使之自燃放热、扩散而合金化
把成束镍丝和钛丝拔丝加工, 使之扩散形成合金 把熔融合金喷射入回转冷却液中, 直接制取丝材 把熔融合金熔液喷射到旋转冷却辊上, 直接凝固成
钛 镍 合 金
目录
钛镍合金的简介
钛镍合金的制备 钛镍合金的性质
Ti-Ni合金简介
镍钛合金是一种形状记忆合金，能将 自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢 复为原始形状的特种合金。该合金除具有 独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、 抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特性，是 一种非常优秀的功能材料。
Ti-Ni合金简介
Ti-Ni合金简介
Ti-Ni合金的发展史：
1949年Ti-Ni合金的热弹性马氏体相变被发现，并没有引
起人们的注意。
1963 年美国海军武器试验室在Ti-Ni 等原子比合金中发现 了形状记忆效应才引起了人们的注意。 20世纪70年代，实现了 合金中的钛是一种高活性金属，熔炼必 须在真空或在惰性气氛保护下进行，而这种真空 熔炼所需温度较高，所以Ti-Ni 合金熔炼技术难度 比较大。 传统制备方法中，熔炼 Ti-Ni 合金一般采用 自耗电极电弧炉、非自耗电极电弧炉、电子束炉、 等离子弧和等离子束炉及感应熔炼炉等，但这些 方法制得合金的成本太高。可以说成本问题是制 约 Ti-Ni 合金推广应用的主要瓶颈。因此如何降 低 Ti-Ni 合金的成本目前成为一个热门课题。
薄带
Ti-Ni合金性质
镍钛记忆合金应用
"■-—= —-m~材料科学与工程学院《材料学科前沿》文献综述题目：钛镍记忆合金在医学领域的应用学生姓名：_________ 张鑫禾I」 _________学号：090601210 _________________专业：____________ 金属材料工程 ______评阅教师：__________________________"■-—= —-m~2012年4月钛镍记忆合金在医学领域的应用摘要：目前镍钛形状记忆合金研究论文数目已居马氏体相变研究领域之首, 而且该材料的应用已涉及诸如电子、机械、医疗、能源、宇航、及日常生活等领域, 显示出强劲的发展势头。
近几年来，在国内外掀起了钛镍合金临床推广应用的高潮。
关键词：钛镍形状记忆合金；基本性质；医学应用、尸■、亠前言钛镍形状记忆合金作为一种集感知和驱动为一体的新型功能材料, 是智能材料结构的重要组员[1], 具有重要的理论及应用研究价值。
钛镍形状记忆合金是一种强度高、耐腐蚀、生物相容性好、无毒、有医学应用前景的功能性材料它在低温相变形后，只需稍加20~300C的温度就能恢复母相所记忆的形状，其伸缩率在20%以上，疲劳寿命达107 次，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，具有一般金属无法想象的性质。
因此，普遍应用于口腔科和骨科等诸多医学领域。
近些年来，钛镍记忆合金在治疗各类骨折中更是有着无可取代的重要作用。
下面我将介绍钛镍形状记忆合金的基本特性及在医学中的应用。
1、钛镍记忆合金的生物相容性生物相容性是形状记忆合金能否用于人体的最重要因素[2]。
生物相容性良好的材料在生物体内不会引起过敏反应,不会释放任何离子到生物体的血液中去; 在生物体长久存在而不会发生有害反应。
生物相容性和材料表面特性与生物体炎症及过敏反应密切相关。
许多因素, 如患者健康情况、年龄、免疫状态和材料特性（表面粗糙性、孔隙率、元素毒性）等都可影响人体炎症及过敏反应。
为了评价镍钛形状记忆合金的生物相容性, 防止应用后对机体产生危害, 许多研究对形状记忆合金的每一种元素进行了分析测试。
记忆合金的原理及应用是什么
记忆合金的原理及应用是什么随着科技的发展，带动了一系列新型材料的发展，记忆合金也得到快速的发展。
由于其优良的特性。
像：弯曲量大，塑形高，在记忆温度下恢复以前的形状，达到某一温度时内部晶体结构改变，其表现外部形状也改变。
在各个方面有着广泛的用途。
记忆合金的原理及应用有哪些呢？一起来看看吧！记忆合金的原理及应用上个世纪70年代，世界材料科学中出现了一种具有“记忆”形状功能的合金。
记忆合金是一种颇为特别的金属条，它极易被弯曲，我们把它放进盛着热水的玻璃缸内，金属条向前冲去;将它放入冷水里，金属条则恢复了原状。
在盛着凉水的玻璃缸里，拉长一个弹簧，把弹簧放入热水中时，弹簧又自动的收拢了。
凉水中弹簧恢复了它的原状，而在热水中，则会收缩，弹簧可以无限次数的被拉伸和收缩，收缩再拉开。
这些都由一种有记忆力的智能金属做成的，它的微观结构有两种相对稳定的状态，在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状，在较低的温度下合金可以被拉伸，但若对它重新加热，它会记起它原来的形状，而变回去。
这种材料就叫做记忆金属(memory metal)。
它主要是镍钛合金材料。
例如，一根螺旋状高温合金，经过高温退火后，它的形状处于螺旋状态。
在室温下，即使用很大力气把它强行拉直，但只要把它加热到一定的“变态温度”时，这根合金仿佛记起了什么似的，立即恢复到它原来的螺旋形态。
这只是利用某些合金在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律而已。
例如，镍-钛合金在40℃以上和40℃以下的晶体结构是不同的，但温度在40℃上下变化时，合金就会收缩或膨胀，使得它的形态发生变化。
这里，40℃就是镍-钛记忆合金的“变态温度”。
各种合金都有自己的变态温度。
上述那种高温合金的变态温度很高。
在高温时它被做成螺旋状而处于稳定状态。
在室温下强行把它拉直时，它却处于不稳定状态，因此，只要把它加热到变态温度，它就立即恢复到原来处于稳定状态的螺旋形状了。
关于记忆合金的原理现在还不十分清楚。
workbench镍钛合金材料参数
workbench镍钛合金材料参数（原创实用版）目录1.镍钛合金材料简介2.workbench 对镍钛合金的重要性3.镍钛合金材料参数详解4.镍钛合金材料的应用领域5.结论正文1.镍钛合金材料简介镍钛合金，简称 NiTi 合金，是一种以镍和钛为主要成分的金属材料。
它具有优良的形状记忆性能、超弹性和耐磨性等特点，因此在很多领域都有广泛的应用。
2.workbench 对镍钛合金的重要性在研究和应用镍钛合金的过程中，workbench 起着至关重要的作用。
作为一款专业的知识类写作软件，workbench 可以帮助我们更深入地了解镍钛合金的性质和特点，从而更好地利用这种材料。
3.镍钛合金材料参数详解镍钛合金的主要参数包括：成分、相变温度、弹性模量、屈服强度、极限应变等。
这些参数决定了镍钛合金的性能，因此对其进行详细的了解和分析是十分必要的。
- 成分：镍和钛是镍钛合金的主要成分，其比例决定了合金的性能。
通常，镍的含量在 50% 左右，钛的含量在 50% 左右。
- 相变温度：镍钛合金的相变温度在 -100℃左右，这个温度以下的镍钛合金具有稳定的晶体结构。
- 弹性模量：镍钛合金的弹性模量在 100GPa 左右，这意味着它是一种具有较高刚性的材料。
- 屈服强度：镍钛合金的屈服强度在 600MPa 左右，表明它在受到外力时不易发生塑性变形。
- 极限应变：镍钛合金的极限应变在 10% 左右，说明它具有较好的耐疲劳性能。
4.镍钛合金材料的应用领域由于镍钛合金具有优良的性能，因此被广泛应用于航空航天、医疗、电子、能源等领域。
例如，镍钛合金可以制作成形状记忆合金弹簧，用于航空航天器的舱门和发动机罩等部件；还可以制作成支架和导管，用于医疗领域的微创手术；此外，镍钛合金还可以用于制作高效能电池和燃料电池等能源设备。
5.结论总的来说，镍钛合金是一种具有巨大潜力的新型金属材料，而workbench 在研究和应用镍钛合金过程中发挥着重要作用。
镍钛合金af温度
镍钛合金af温度摘要：1.镍钛合金af 温度简介2.镍钛合金af 温度的性质3.镍钛合金af 温度的应用领域4.我国镍钛合金af 温度的发展现状及前景正文：镍钛合金af 温度是一种具有形状记忆效应和超弹性特性的材料，其独特的性能使其在许多领域都有广泛的应用。
本文将简要介绍镍钛合金af 温度的性质、应用领域以及我国镍钛合金af 温度的发展现状和前景。
镍钛合金af 温度，即镍钛合金在af 温度下的性质，是一种特殊的物理现象。
镍钛合金在一定的温度范围内，可以实现形状记忆效应和超弹性。
形状记忆效应是指在材料加热到一定温度时，可以恢复其先前的形状；超弹性是指在材料受到外力作用时，可以发生较大的形变，而在去除外力后，又能恢复到原来的形状。
这些特性使得镍钛合金af 温度在许多领域都有广泛的应用。
镍钛合金af 温度在医疗领域有着广泛的应用，如制作生物医用支架、人工关节等。
由于镍钛合金af 温度具有形状记忆效应和超弹性，可以使其在体内实现良好的生物相容性和优异的力学性能。
此外，镍钛合金af 温度还广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等高新技术领域，如制造高温环境下的结构件、减震器等。
我国镍钛合金af 温度的发展已取得一定的成果，但仍面临一些挑战。
在科研方面，我国已经建立了较为完善的镍钛合金研究体系，取得了一系列具有国际影响力的研究成果。
在产业方面，我国镍钛合金af 温度的生产能力不断提高，产品质量逐渐向国际先进水平靠近。
然而，与发达国家相比，我国在镍钛合金af 温度的产业化、高端产品研发等方面仍有一定差距。
展望未来，我国镍钛合金af 温度的发展前景十分广阔。
随着我国经济的持续增长，对高新技术材料的需求将不断增加，镍钛合金af 温度将得到更广泛的应用。
同时，我国政府对科技创新的支持力度不断加大，为镍钛合金af 温度的发展提供了有力的政策保障。
镍钛合金的材料种类
镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。
它的伸缩率在20%以上，疲劳寿命达1*10的7次方，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求，是一种非常优秀的功能材料。
记忆合金除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点。
钛合金用途：钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。
另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。
还有抗磨性差，生产工艺复杂。
钛的工业化生产是1948年开始的。
航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约8%的增长速度发展。
世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。
钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。
此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。
镍钛合金丝的临床应用：1、用于患者牙列的早期排齐整平由于镍钛合金弓丝的超弹性和形状记忆性能以及较低的应力-应变曲线，目前临床上常规将镍钛合金弓丝作为最初期纳入矫治体系的弓丝，这样，患者的不适感会大大减低。
由于目前存在几种不同直丝弓矫治技术，MBT技术推荐使用0.016英寸热激活镍钛合金弓丝（HANT丝），DEMON自锁托槽技术推荐使用由Omcro 公司生产的含铜的热激活镍钛合金弓丝（相变温度大概在40度左右），O-PAK矫治技术推荐使用0.016英寸超弹性镍钛合金弓丝用于早期排齐整平。
2、镍钛弹簧：镍钛推簧与拉簧是一种用于牙齿正畸的弹簧，具有镍钛超弹性的特别，适合于正畸矫治开拓牙齿间的间隙和向不同方向牵拉牙齿。
镍钛螺旋弹簧伸长1mm可产生大约50g的力。
NiTi形状记忆合金的性能及应用
NiTi形状记忆合金的性能及应用(**************************************)摘要：本文主要介绍了NiTi形状记忆合金的性能，如形状记忆效应、超弹性效应、生物相容性、耐磨性、阻尼性等。
再举例简要介绍它在工程领域、医学领域方面的应用，并对以后的发展方向做了展望。
关键字：形状记忆性能；应用Properties and Application of NiTiShape Memory AlloysAbstract：The essay is mainly introduce the shape memory effects，such as super-elasticity effect，temperature memory effect，biological compatibility , resistance to wear and damping of NiTi shape memory alloys (SMA)，et al . And then talk about the applications of NiTi shape memory alloy in engineering field ，medical field . The development direction of the study field was forecasted．Key words : shape memory effect ; application引言形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称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SME) 。
实际上，很多材料都具有SME，但能够产生较大回复应变和形状回复力的，只有少数的几种材料，如：Ni-Ti合金和铜基合金(CuZnAl和CuAlNi)，铁基合金应用最广泛。
镍钛合金的一些特殊性质及加工方法
鎳钛合金的一些特殊性质及加工方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One 1*银钛合金的一些特殊性质及加工方法形状记忆合金山（又称为Shape Memory Alloys,简称为SMAs）存在两种（有时具有两种以上）晶相，这些晶相会通过无扩散相转变发生相互转变.相转变使合金表现出明显的特征：超弹件和形状记亿效应，所以其被誉为“跨世纪的新材料”利”智能合金” ⑴。
形状记忆合金由美国的Olander最早开始研究，他在20世纪30年代首先发现马氏体的虽随着温度的升高而减少，而随着谧度降低又会增多0后来前苏联科学家Kurdjumov 等在Cu-Zn合金中也发现了这种现象并将之称为热弹性马氏体相变。
虽於后来科学家也发现了形状记忆效应，并证实形状记忆效应产生的原因是热弹性马氏体相变，但足这些发现并没有引起人们对形状记忆合金的的重视，直到20世纪60年代，Buehler等发现I变形的零原子比煤钛合金在马氏体状态加热能够恢复到母相原来的形状，至此人们才开始关注形状记忆合金|叽银钛合金由于具有较低的弹性模量"形状记忆效应、超弹性、抗腐蚀性以及生物相容性而在航天，工程以及生物医学领域有广泛的应用[“】。
在医学领域，介入放射学、整形外科、神经学和心脏病学等都会应用银钛合金，最有代表性的就是银钦合金支架，与传统的316L不锈钢支架相比，张钛合金支架在抗血栓、抗腐蚀以及低弹性模量等方面表现优异K 6-9],所以線钛合金取代316L不锈钢可以有效提高医疗效果。
先物医用银钦合金支架包括丝编织支架和管切割支架，其中管切割支架的坯料为银钛合金管，其他医疗器械也有采用鎳钛合金管，如导管利探针等。
在航空领域，锦钛合金管可以作为卫星和战斗机液压系统的连接件，可以使运行更稳定和安全。
塑性变形是加工银钛合金管的主要手段，主要工艺是挤压利拉拔，挤压工艺包括反挤压、正挤压以及可变形芯模挤压，相比挤压工艺，拉拔工艺制备的银钛合金管材可达到生物医用级，拉拔工艺根据是否存在芯模分为四种，芯模拉拔，无芯模拉拔，浮动芯拉拔以及固定芯拉拔，如果芯模拉拔的芯模能发生塑性变形，则芯模拉拔又称为可变形芯模拉拔，相反芯模不发生塑性的芯模拉拔又称为不可变形芯模拉拔卩％植入人体的银钛合金管不仅要经受数以百万次的循环载荷，而且可能会有突发事件使镰钛合金管出现裂痕甚至完全断裂〔⑴，在其他领域，線钛合金管也需要有较高的力学性能，所以提髙镇钛合金管力学性能有重要的现实意义。
workbench镍钛合金材料参数
Workbench镍钛合金材料参数1. 简介Workbench镍钛合金是一种具有记忆效应的合金材料，由镍和钛两种金属元素组成。
它具有优异的力学性能和热特性，被广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车制造等领域。
本文将详细介绍Workbench镍钛合金的材料参数，包括化学成分、力学性能、热特性等方面。
2. 化学成分Workbench镍钛合金的化学成分主要由镍和钛两种元素组成。
一般情况下，镍的含量在49-51%之间，钛的含量在49-51%之间。
此外，还可能含有少量的其他金属元素，如铁、铬、铜等。
这些元素的加入可以改变合金的性能和特性。
3. 力学性能Workbench镍钛合金的力学性能是其广泛应用的重要原因之一。
下面是一些常见的力学性能参数：•强度：Workbench镍钛合金具有很高的强度，其屈服强度通常在800-1000 MPa之间，抗拉强度可达1200 MPa以上。
•韧性：Workbench镍钛合金具有良好的韧性，能够承受较大的变形而不断裂。
其延伸率通常在8-12%之间。
•硬度：Workbench镍钛合金具有较高的硬度，通常在300-350 HV之间。
•疲劳寿命：Workbench镍钛合金具有较长的疲劳寿命，能够承受大量的循环应力。
4. 热特性Workbench镍钛合金的热特性对其在高温环境下的应用至关重要。
下面是一些常见的热特性参数：•熔点：Workbench镍钛合金的熔点通常在1300-1400℃之间，具有较高的熔点。
•热膨胀系数：Workbench镍钛合金的热膨胀系数较小，通常在10-15×10^-6/℃之间。
•热导率：Workbench镍钛合金的热导率较高，通常在15-20 W/(m·K)之间。
•热处理：Workbench镍钛合金可以通过热处理来改变其组织结构和性能，如固溶处理、时效处理等。
5. 应用领域由于其优异的力学性能和热特性，Workbench镍钛合金被广泛应用于以下领域：•航空航天：Workbench镍钛合金在航空航天领域中用于制造飞机、火箭等部件，如发动机叶片、悬挂系统等。
形状记忆合金
形状记忆合⾦形状记忆合⾦摘要：扼要地叙述了形状记忆合⾦及其性能，介绍了形状记忆合⾦在许多领域的应⽤以及未来的⼀些发展趋势。
关键词：形状记忆合⾦、应⽤⼀、形状记忆合⾦的发展形状记忆合⾦是在⼀个偶然的机会中，⽆意间被发现的。
那是1961年春末夏初的事情，⼀天，美国海军的⼀个研究所军械研究室的冶⾦专家彼勒，因在其试验的⼯程中需要⼀批特殊的合⾦丝——镍（Ni）钛(Ti)合⾦丝（⼜称NT合⾦）。
由于从仓库领来的这些细丝弯弯曲曲盘在⼀起，于是彼勒让⼯作⼈员把它们⼀根⼀根的拉直备⽤，然⽽在这⼀过程中，⼯作⼈员惊异的发现，这些被拉直的镍钛合⾦丝在接近⽕源时，奇迹出现了，它们马上⼜恢复到与领来时完全⼀样的弯曲形状，堆积在⼀起。
冶⾦专家彼勒对此是既感到惊异⼜⾮常有兴趣。
为了证实这种现象的存在，他⼜进⾏了多次重复实验进⾏验证，把弯曲的镍钛合⾦丝拉直后再加热，当弯曲的镍钛合⾦丝升⾼到⼀定的温度时，这些合⾦丝果然⼜恢复到了原先的弯曲状态。
彼勒的实验结果表明：镍钛合⾦具有“单向”形状记忆功能，它能“记住”⾃⼰在较⾼温度状态下的形状，⽆论平时把它变成何种形状，只要把它加热到某⼀特定的温度，它就能⽴即恢复到原来的形状。
免费论⽂，记忆能⼒。
将NT合⾦加⼯成⼀定的形状，在300℃～1000℃温度下热处理30分钟，这种合⾦就能“记住”⾃⼰的形状。
在彼勒研究的基础上，科学家们通过进⼀步的研究与实验还发现：⾃然界确实存在着能恢复原状的物质。
科学家们把镍钛合⾦所具有的这种特性称为合⾦的“形状记忆效应”；称这种能恢复原状的合⾦为形状记忆合⾦。
科学家们在深⼊研究的过程中还发现，许多合⾦，如⾦镉合⾦、铜铝镍合⾦、铜锌合⾦等，也有如同镍钛合⾦⼀样的形状记忆功能。
⼆、形状记忆合⾦的性能（⼀）超弹性特性（伪弹性，机械形状记忆效应）形状记忆合⾦的机械性质优良，能恢复的形变可⾼达10％，⽽⼀般⾦属材料只有0.1％以下，⼏乎⾼出普通⾦属材料弹性应变两个数量级 ,可⽤来提⾼材料的冲击韧性将编制成⽹状的NiTi合⾦丝贴在⾼分⼦材料表⾯，明显提⾼了冲击韧性。
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形状记忆合金（简称SMA）是一种新型的功能材料,它已成为功能材料领域的研究热点之一。
本文介绍了形状记忆合金的特性，综述了形状记忆合金的发展历程、研究现状及应用特点，最后分析了形状记忆合金的发展趋势。
关键词：形状记忆合金；功能材料；形状记忆效应
一．引言
形状记忆材料是集感知和驱动于一体的特殊功能材料,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简称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。
二．形状记忆合金的特性
1．形状记忆效应：形状记忆合金经适当的热处理后具有恢复形状的能力,这种能力被称为形状记忆效应(Shape memory effect简称SME)。
形状记忆效应按恢复情况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。
2．超弹性效应：形状记忆合金受到外力时发生形变,去除外力后就恢复原状，这种现象称为超弹性。
形状记忆合金在发生超弹性形变时,诱发了马氏体相变, 去除外力后,又发生马氏体逆相变。
3．阻尼特性：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。
4．电阻特性：吴小东等研究表明,对于初始组织为马氏体的Ni-Ti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Ni-Ti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-应变关系保持线性关系。
三．形状记忆合金的研究进展
形状记忆效应最早是1932年由Olander在研究Au-Cd合金时发现的[7]。
1963年,美国海军武器实验室布勒(Buehler)等发现了钛镍合金具有形状记忆效应[8]。
1964年Cu-Al-Ni也被发现有这种效应[9]。
70年代以后，科学家又在304奥氏体不锈钢和Fe-18.5Mn中发现了这种效应[10]。
1969年美国Raychem公司生产Ti-Ni-Fe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Ti-Ni记忆合金丝制成宇宙飞船用天线。
前苏联在1969年开始对形状记忆合金进行了系统研究。
德国于1971年开始探索形状记
忆效应的机制及应用,1976年声称有成功的产品问世。
日本在70年代也积极开展这方面的研究工作。
由于形状记忆合金成本低廉、加工简便而引起材料工作者的极大兴趣。
20世纪70年代,各国相继开发出了Ni-Ti基、Cu-Al-Ni基和Cu-Zn-Al基形状记忆合金。
80年代开发出了Fe-Mn-Si基、不锈钢基等铁基形状记忆合金。
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成为研究热点[11]。
美国、日本等国家对形状记忆合金的研究和应用开发已较为成熟,同时也较早地实现了形状记忆合金的产业化。
我国从上世纪70年代末才开始对形状记忆合金展开研究,起步较晚,但起点较高,在材料冶金学方面,特别是实用形状记忆合金的炼制水平已得到国际学术界的认可,在应用开发上
也有一些独到的成果。
但是,由于研究条件的限制,在形状记忆合金的基础理论和材料科学研究方面,我国与国际先进水平尚有一定差距,尤其是在形状记忆合金产业化和工程应用方面
与国外差距较大。
四．形状记忆合金的分类
到目前为止，被开发出来的形状记忆合金主要是Ti-Ni基、Cu基与Fe基三种。
在这三大类中，根据不同的要求和工作环境，分别在基体中加入和调整一些合金元素的量，使得每一个大类中都有一系列合金被开发出来，应用在各行各业，以满足各种不同的特殊需求。
Ti-Ni形状记忆合金开发的最早，形状记忆效应最稳定，相对比较成熟，已在航天工业、汽车工业、电子工业、医学及人类生活领域获得应用。
但由于其原材料Ni 、Ti价格昂贵，且加工成本高等因素，其应用受到限制。
Cu基形状记忆合金因价格便宜、原材料来源广泛、易于加工和制造等原因而得到迅速发展。
铜基形状记忆合金是这三类合金中种类最多的一类，但有实际应用价值的目前只有Cu-Zn-Al和Cu-Al- Ni两种。
Fe基形状记忆合金发展较晚，成本较Ti-Ni系和铜系合金低得多，易于加工，在应用方面具有明显的竞争优势，被认为是一种具有广泛应用前景的功能材料，受到广泛的关注。
五．形状记忆合金的应用
由于形状记忆合金除具有独特的形状记忆功能外还具有超弹性、高阻尼、耐磨损和抗腐蚀等优点，所以在机械、建筑、航空航天、汽车以及医疗等许多领域中得到广泛的应用。
1．机械工程。
最早应用是在管接头和紧固件上。
在机械零件的连接、管道的连接,飞机的空中加油的接口处,用形状记忆合金加工成内径比欲连接管的外径小4%的套管,然后在液氮温度下将套管扩径约8%,装配时将这种套管从液氮取出,把欲连接的管子从两端插入.当温度升高至常温时,利用电加热改变温度,接口处记忆合金变形,套管收缩即形成紧固密封,使接口紧密滴水(油)不漏,远胜于焊接,特别适合用于航空、航天、核工业及船舰和海底输油管道
等.在一些施工不便的部位,用记忆合金制成销钉,装入孔内加热,其尾端自动分开卷曲实现紧固.利用记忆合金的感温驱动双重功能,制作机器人、机械手,体型微小,结构紧凑。
2．建筑工程。
形状记忆合金具有超弹性特性和高阻尼特性,含形状记忆合金的结构可以显著增加系统的阻尼,减小结构的动力反应,可以用它制作各种形式的阻尼耗能装置。
还可以利用形状记忆合金设计隔震器，它的工作原理是形状记忆合金装置变形后会产生较大的变形位移耗能,减少下部结构地震能量向上部结构的传输,从而达到保护上部结构的目的,提高结构的抗震性能。
3．航空航天工业。
美国F-14型飞机的液压系统中，平均每架要用800个形状记忆合金接头.自1970年以来，美国海军飞机上使用了几十万个这样的管接头，没出现过一次失效的记录。
除了做管接头外，形状记忆合金还用在宇宙飞船天线、紧固件、连接部件、电器连接和机电执行元件上[12]。
4．汽车工业。
用于发动机防热风扇离合器、排气自动调节喷管、柴油机散热器孔自动开关和喷气发动机抽过滤器的形状记忆弹簧等。
5．医疗器械。
形状记忆合金因具有良好的力学性能和生物相容性已在医用领域得到了广泛的应用。
尤其是NiTi 形状记忆合金, 其良好的超弹性和形状记忆效应已成功应用于口腔牙齿的矫正、外科的矫正和整形及心血管的微创介入治疗。
血栓滤器也是一种记忆合金新产品。
被拉直的滤器植入静脉后,会逐渐恢复成网状,从而阻止95%的凝血块流向心脏和肺部。
已进入医疗临床试用的还有手术缝合线、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、髓内针、人工关节、避孕环、人造心脏、人造肾脏用微型泵等。
六．形状记忆合金的发展趋势
1．铁基形状记忆合金。
因其很好的可加工性和低廉的价格而备受关注.最近的研究工作包括相变机制和影响因素,主要是通过选择合适的合金成分配比和摸索恰当的制备工艺提高和改善Fe-Mn-Si系合金性能. .
2．高温形状记忆合金。
NiTi和CuZnAl合金都只能在100℃以下使用。
但在相当多的情况下，如防火装置，汽车发动机的记忆合金元件的工作温度均超过100℃。
在核反应堆工程中，记忆合金热动元件的动作温度高达600℃，因而研制高温形状记忆合金就成为一个主要发展方向[3]。
高温用形状记忆合金在热驱动器、继电器及核工业等高温领域具有非常广阔的应用前景.
3．磁性形状记忆合金。
磁性形状记忆合金可以在磁场的作用下输出较大应变,同时将记忆合金的工作频率从温控状态的1Hz左右(TiNi记忆合金薄膜的热驱动工作频率最高可达100Hz),提高到磁控状态下的300Hz以上。
利用磁驱动记忆合金的这些功能特性,制成的传感
和驱动元件在石油、电子和航空航天等工业领域有着重要的应用前景。
除以上所述外，正在研究的还有宽滞后形状记忆合金、窄滞后形状记忆合金、形状记忆合金薄膜、高屈服限形状记忆合金、低应力滞后形状记忆合金和低温拟弹性形状记忆合金等。
七．结束语
以上对形状记忆合金的概念、基本性能、发展历程及其应用情况进行了简要介绍。
尽管目前对形状记忆合金的研发和应用还不够成熟,但我相信, 随着对形状记忆合金性能的深入研究,随着计算、测试和控制等技术的不断发展, 形状记忆合金的前景必将越来越美好。