形状记忆合金的研究与应用
2015年6月21日形状记忆合金的研究与应用姓 名： 赵泰先 学 号： 013412154指导教师：汪 潇形状记忆合金的研究与应用摘要：形状记忆合金，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形变，恢复其形变原始形狀的合金材料。
这种合金在高温（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——热弹性马氏相变体。
关键词：形状记忆合金（SMA）、马氏相变体、记忆效应（SME）引言形状记忆合金材料兼有传感和驱动的双重功能，是一种智能结构中技术成熟性很高的功能材料，可以实现机械结构的微型化和智能化。
形状记忆效应(SME)即某种材料在高温定形后，冷却到低温(或室温)，并施加变形，使它存在残余变形[1,2]。
当温加热超过材料的相变点，残余变形即可消失，恢复到高温时的固有形状，如同记住了高温下的状态。
SMA及其驱动控制系统具有许多的优点，如高功率重量比，适于微型化；集传感、控制、换能、致动于一身，结构简单，易于控制；对环境适应能力强，不受温度以外的其他因素影响等，有着传统驱动器不可比拟的性能优点。
形状记忆合金由于具有许多优异的性能，因而广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。
1、发展史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。
记忆合金的开发迄今不过20余年，但由于其在各领域的特效应用，正广为世人所瞩目，被誉为"神奇的功能材料"。
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年科学家及其合作者在等原子比的钛镍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，铜锌、铜金锌、铜铝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。
2、记忆合金种类2.1 TINi墓合金TINI基合金由于表现出优良的形状记忆效应和超弹性、高的耐磨耐腐蚀性能,而成为形状记忆合金家族中的佼佼者,是当今最具实用性的形状记忆合金系列。
为满足实际应用对TINI基合金提出的各种要求,近年来,我国研究者对合金相图、相变热力学及第三第四合金元素的添加等进行了大量的研究工作。
作者采用多元扩散偶一电子探针微区成分分析技术研究了Ti一Ni一Nb三元系全部成分范围相图的700C、800C、900C等温截面,确定了该三元系在以上3个温度下各相的相平衡成分和相平衡关系仁,一’〕,并提出了可用于热弹性马氏体相变热力学定量分析的改进O一P热力学模型闭。
贾堤研究了V对Ti4`Ni47Nb,记忆合金临界屈服强度应力的影响阁。
研究结果表明,利用lat写v替代该合金中的Nb,可有效地提高Ti一Ni一Nb记忆合金临界屈服应力,改善该合金的形状记忆回复率。
为提高TINI合金使用温度,人们通过在TINI合金中添加Pd、Pt、Au、Zr和Hf来提高合金的相变温度。
其中Pd、Pt、Au的加入使合金的造价极为昂贵,Zr 提高合金相变温度的作用又不十分显著,因而TINIHF合金以其价格低、相变温度高的优势受到高度重视。
对TINIHF合金的研究困表明,TINIHF合金的设计准则是:在保持Ni含量低于50at%的情况下,通过调整Hf的含量,使合金获得所需的相变温度及尽可能好的加工性能。
与此同时,可添加其它合金元素,在不显著影响合金相变温度的前提下,改善合金的加工性能。
在生物医用多孔TINI合金研究方面也取得了较大的进展比日〕。
采用燃烧合成工艺研制出性能优良的多孔TINI 形状记忆合金。
在形状记忆合金薄膜制备方面,曲炳郡和他的同事采用块材冷轧法制备出理想的TINI合金。
该工艺优点是:工艺难度小，制得的薄膜性能稳定可靠,相变温度与相应的块材相差不大;不足是:工艺周期长,且薄膜不能轧到任意薄,一般在数十微米以上。
2.2铜基合金铜基合金是继TINI合金之后的又一种实用性较强的形状记忆合金。
与TINI 合金相比,它容易加工、成本低,但也存在一些问题,主要是晶粒粗大,热稳定性差以及记忆性能易衰退等问题。
为克服以上不足,人们希望通过添加合金元素或改进工艺来细化组织,克服马氏体的稳定化。
在铜锌金合金中添加微量斓钵复合稀土(0.01~0.Owt%),能有效细化合金组织,改善力学性能,防止合金发生马氏体稳定化现象,并能减小马氏体相变温度滞后。
在CuAIBe合金中添加微量硼可显著细化合金的晶粒和组织,改变合金的组织形态,且在高温下能有效抑制晶粒长大,改善合金的记忆性能和力学性能。
硼的加入量以0.5%~10%范围效果最好即口。
在铜基高温形状记忆合金方面也有进展.研制出的具有高强、高塑性,同时又有较好单向形状记忆效应的Cu一Al一Mn一Zn-Zr合金的As点达到300oC。
Zr 的加入使合金的组织得到细化,提高了强度和塑性。
合金的强度达25oMPa以上,塑性达7%以上。
3.1铁基合金TINI基合金虽然有优良的形状记忆效应,但价格较贵,加工困难。
铜基合金价格低但性能却不稳定,因而铁基合金以其价格低廉、强度高、加工方便等特点引起工业界的重视。
从实用的观点来看,Fe一Mn一si系形状记忆合金最具有应用前景。
一般情况下,Fe一Mn一Si基记忆合金的最大回复应变量为2%,超过此应变量将会产生不可回复的应变。
显然,低的回复应变量是制约铁基记忆合金工程应用的难点之一,为提高材料的回复应变量,热机械处理或训练(Tarining,使材料经历一定变形,在高于Af温度加热后再冷却到Ms以上,如此反复多次)工艺的研究目前受到关注。
它可以显著降低诱发马氏体相变的应力,抑制滑移变形,提高回复应变量。
天津大学研制开发的Fe-Mn一Si系形状记忆合金,经多次训练后,记忆并未衰减,反而在一定的训练次数内,有上升的趋势,然后逐渐趋于稳定。
2.4其它合金哈斯勒合金NiZMnGa是同时兼有铁磁性和热弹性马氏体相变特性的金属间化合物,是为数不多的铁磁性形状记忆合金之一。
目前我国研究者对它的研究主要集中在提高磁感生应变和形状记忆功能方面。
研究中发现,如果在NiZMnGa材料中适当地掺加一些Fe元素,在保持材料的LZ:晶体结构不变的情况下,其机械性能可以得到很大程度的提高,而且材料仍具有完全的双向形状记忆效应和较大的磁感生应变,这非常有利于应用。
Co一Ni系合金是另一种磁控形状记忆合金。
对该合金的相变和微观组织研究帅〕表明,C。
一Ni系合金的马氏体组织呈有规则的多片状,经透射电子显微镜观察发现其母相中存在层错,Co一Ni合金中母相的饱和磁化强度达124Am/Kg,是典型磁控形状记忆合金材料NiZGaMn的近两倍;马氏体相变温度随Ni含量的增加而降低。
3、功能机理形状记忆合金(Shape Memory Alloys，简称SMA)是一种能够记忆原有形状的智能材料。
当合金在低于相变态温度下，受到一有限度的塑性变形后，可由加热的方式使其恢复到变形前的原始形状，这种特殊的现象称为形状记忆效应（Shape Memory Effect，简称SME）。
而当合金在高于相变态温度下，施以一应力使其受到有限度的塑性变形（非线性弹性变形）后，可利用直接释放应力的方式使其恢复到变形前的原始形状，此种特殊的现象又称为拟弹性（Pseudo Elasticity，简称PE）或超弹性（Super Elasticity）。
这两种形状记忆合金所拥有的独特性质在普通金属或合金材料上是无法发现的。
形状记忆合金的特点主要有：形状记忆效应(Shape Memory Effect，缩写为SME)相变超性性能(Super Elasticity)，弹性模量随温度变化特性和阻尼特性。
其中起驱动作用的主要是形状记忆效应和弹性模量随温度变化特性。
形状记忆效应是指SMA具有的记忆并回复至它在奥氏体状态下的形状的能力。
如果在低温马氏体状态下拉伸SMA并留下较大的塑性变形，那么将SMA加热至一定温度后，马氏体就会转为奥氏体，SMA将回复到它刚刚开始时的形状，随后再进行冷却或加热，合金形状都将保持不变。
上述过程可以周而复始，称为单程形状记忆。
此外还有双群形状记忆合金和全方位记忆合金。
这种回复应力可用作结构控制时的驱动力，也可以用来直接控制结构的刚度。
弹性模量随温度变化特性是指，奥氏体SMA在高温下它的弹性模量是低温下马氏体SMA的弹性模量的3倍以上。
这种特性主要可以用米改变的固有频率，从而避免共振。
形状记忆合金的记忆效应可以分为下列三种：（1）单程记忆效应（1-way）：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（2-way）：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。
4、形状记忆合金材料的应用形状记忆合金材料的应用十分广泛,涉及到宇航、机械、电子、医疗及日常生活等多个领域。
4.1宇航工业中的应用形状记忆合金可用于制造探索宇宙奥秘的月球天线.这种天线的形状像一朵朵盛开的巨型荷花。
由于天线体积庞大，运载上月球很不方便。
人们在高温环境下制做好天线。
再在低温下把它压缩成一个小铁蛋，使它的体积缩小到只有原先的千分之一，这样就能轻巧地放进太空船的登月小艇。
当小铁蛋送上月球后，太阳的强烈辐射唤醒了铁蛋的记忆，遂使它恢复了原来的形状，并按照人们的意愿向地球发回宝贵的宇宙信息。
形状记忆合金还可应用于直升飞机的智能水平旋翼。
由于直升飞机的高震动和高噪声使使用受到限制。
其噪声和震动的来源主要是叶片涡流干扰，以及叶片型线的微小偏差。
这就需要一种平衡叶片螺距的装置,使各叶片能精确地在同一平面旋转.目前已开发出一种叶片的轨迹控制器，它是用一个小的双管形状记忆合金驱动器控制叶片边缘轨迹上的小翼片的位置，使其震动降到最低。
4.2机械电气产品中的应用形状记忆合金在早期的自动化方面的应用是一个可打开和关闭快门的弹簧。
形状记忆功能高分子材料的研究现状和进展
形状记忆功能高分子材料的研究现状和进展Value Engineering0引言随着社会的进步和科学技术的发展，一般的材料难以满足日益复杂的环境，因此需要具有自修复功能的智能材料———形状记忆材料。
20世纪50年代以来，各国相继研究出在外加刺激的条件（如光、电、热、化学、机械等）经过形变可以回复到原始形状的具有形状记忆功能的材料，它可分为三大类，形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物材料。
高分子产业的迅速发展，推动了功能高分子材料得到了蓬勃发展。
形状记忆聚合物材料的独特性，广泛应用于很多领域并发展潜力巨大，人们开始广泛关注[1]。
1功能高分子材料研究概况功能高分子材料是20世纪60年代的新兴学科，是渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。
由于它的内容丰富、品种繁多、发展迅速，成为新技术革命不可或缺的关键材料，对社会的生活将产生巨大影响。
1.1功能高分子材料的介绍功能高分子材料是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料，通常也可简称为功能高分子，也可称为精细高分子或特种高分子[2]。
1.2功能高分子材料分类可分为两类：第一类：以原高分子材料为基础上进行改性或其他方法，使其成为具有人们所需要的且各项性能更好的高分子材料；第二类：是具有新型特殊功能的高分子材料[3]。
1.3形状记忆功能高分子材料自19世纪80年代发现热致形状记忆高分子材料[4]，人们开始广泛关注作为功能材料的一个分支———形状记忆功能高分子材料。
和其它功能材料相比的特点：首先，原料充足，形变量大，质量轻，易包装和运输，价格便宜，仅是金属形状记忆合金的1％；第二，制作工艺方简便；形状记忆回复温度范围宽，而且容易加工，易制成结构复杂的异型品，能耗低；第三，耐候性，介电性能和保温效果良好。
NiTi基形状记忆合金弹热效应及其应用研究进展
材料工程第49卷第3期2021年3月第1—13页Journal of Materials EngineeringVol.49No.3 Mar.2021pp.1―13NiTi基形状记忆合金弹热效应及其应用研究进展Research progress in elastocaloric effect and itsapplication of NiTi-based shape memory alloys朱雪洁S钟诗江S杨晓霞2,张学习S钱明芳S耿林1(1哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001;2山东大学材料科学与工程学院，济南250014)ZHU Xue-ie1,ZHONG Shi-iang】,YANG Xiao-xia2,ZHANG Xue-xi1,QIAN Ming-fang1,GENG Un1(1School of Materials Science and Engineering,Harbin Institute ofTechnology?Harbin150001,China2School of Materials Scienceand Engineering,Shandong University?J inan250014,China)摘要：NiTi合金作为性能最优异的形状记忆合金之一，已经广泛应用于航空航天、电子、建筑、生物医学等领域。
近年来，NiTi基合金极佳的力学性能、巨大的弹热效应和良好的机械加工性使其在弹热制冷领域引起了广泛关注。
然而，传统NiTi二元合金超弹性应力滞后大，超弹性和弹热效应循环稳定性差，达不到实际应用所需的长期服役要求。
本文介绍了NiTi基合金的弹热效应研究进展，从掺杂合金元素、热机械处理、改变制备方法等角度综述了近几年NiTi基合金弹热效应改进优化的研究进展，同时本文也简要介绍了已经开发的基于NiTi基合金的弹热装置或原型机。
但是目前NiTi基合金弹热材料的研究和原型机的开发仍处于实验阶段，实现其商业化应用需要进一步深入研究和优化，未来前者研究重点将集中在材料小型化、合金化或特殊处理及改变循环方式等方面，后者也将从提高热量传输效率、加强热量交换、减小摩擦等损耗、改进机械负载和循环模式等方面不断优化和完善。
形状记忆合金在纺织业应用的研究进展-PolyUIRA
艺配置与形状记忆花形设计相结合 , 可增强形状记
忆效果 。 如每英寸经纱数不同形状记忆效果的花纹
和表现也不同 ;筘齿的穿法不同也可在布面产生稀
的或密的织纹 。
形状记忆织物在条件激
发下 , 借助于 组织结 构的 变
化可获得三维结构 。 试样在
通常情况 下 , 为定型 的平 整
二维结构 , 当 受激发 时试 样
美国专利公开了一种形状记忆结构器官的整体 织造方法 。采取整体机织的方法形成直的或波浪形 的结构器官 , 当形成织物时结构器官为直线形 , 但它 可转换为记忆中的波浪形状[ 6] 。
由纤维材料经针织或机织而成的管状织物 , 已 被用于修复损坏的人体管状器官 , 如被损坏的血管 结构 。 不健全的病人 、损坏的血管结构以及其它人 体管状器官都能用这种移植方法治疗 。 将波浪形形 状记忆金属丝织入织物中 , 使金属丝记住其波浪形 状 。经过形状 记忆转换引起波 浪形金属丝器 官变 直 , 然后变直的金属丝经过形状记忆转换又可回复 记忆的波浪形状 。 这种机织物可用于移植组织 , 在 其它方面也有用 。 3.3 聪明衬衫
镍钛记忆合金纤维形成的激发装置可织进四周 围住液体的顶部织物中 。 它可使其表面的个别点在 纵横两个方向同时协调运动 , 从而产生周期性的表 面波 。这种激发装置可使卧床不起的病人从床上移 动到椅子上或在椅子与卫生间之间移动 , 而不需体 力或外部作用[ 9] 。
3.5 其它功能 利用其形状记忆效果 , 形状记忆织物还可以增
加外观变化 , 达到美观和提供某种功能(如透气 、凉 爽)的目的 。 例如 , 形状记忆纤维制作的窗帘布可以 利用温度的变化调节室内的环境 。如果室内的温度 低于一定值 , 织物就会自动关闭 , 它就像一个绝缘体 从而保持室内的温度 。 相反 , 如果室内的温度高于 一定值 , 具有形状记忆结构的织物自动打开 , 从而允 许空气自由流通 , 室内进行降温 。 所以可以用形状 记忆的织物做百叶窗 , 这种特殊设计编织的具有形 状记忆的织物对日晒非常敏感 , 白天百叶窗可以自 动调节阳光的进入量 , 晚上百叶窗自动关闭 。具有 形状记忆的百叶窗能够控制室内的舒适温度和避免 强烈日光对人体视力的影响 。
4.形状记忆合金
单斜晶体 马氏体
一定的热 处理或成 分条件 菱面体点阵 R相
34
2.1 Ti-Ni基形状记忆合金
(2) 合金元素对Ti-Ni合金相变的影响 添加少量的第三元素，会引起合金中马氏体内部的显 微组织发生显著变化，同时可能导致马氏体的晶体结
构发生改变，宏观上表现为相变温度点的升高或降低。
Cu的影响(Ti-Ni-Cu合金)
形状记忆材料
制造科学与工程学院材料成型系
目录 形状记忆相关知识 形状记忆材料种类 形状记忆材料应用 形状记忆材料发展 结束语
2
1 形状记忆相关知识
形状记忆效应（特点及分类） 马氏体相变 形状记忆原理
3
1.1 形状记忆效应
形状记忆效应：
具有一定形状（初始形状）的固体材料，在某
一低温状态下经过塑性变形后（另一形状），通过
形状记忆特性比Ti-Ni合金差。
45
2.4 ZrO2形状记忆陶瓷
（1）氧化锆陶瓷的基本结构与相变 随温度的变化纯ZrO2有三种晶型，按温度由高到 低，其结构分别为 立方晶系、四方晶系(t相)、单斜晶系(m相)
加热到这种材料固有的某一临界温度以上时，材料
又恢复到初始形状，这种效应称为形状记忆效应
（SME）。 (Shape Memory Effect)
4
1.1 形状记忆效应
对于普通金属材料，受到外力作用时，当 应力超过屈服强度时，产生塑性变形，应力去
除后，塑性变形永久保留下来，不能恢复原状。
塑性变形——物质在一定的条件下，在外力的作用下产 生形变，当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原
23
1.2 马氏体相变
在Ms 温度以上变形，因应力使Ms升高，发生M转 变，应力解除，产生逆相变，回到母相状态，在应
形状记忆合金在土木工程中的研究与应用进展
形状记忆合金在土木工程中的研究与应用进展作者：高相富杜志强杜红军来源：《居业》2016年第12期[摘要]形状记忆合金是一种集传感驱动于一体的新型功能材料，并引起了土木工程界中的广泛关注。
但是我国现阶段对于形状记忆合金这种新型功能材料的应用还处于起步阶段，并且在土木工程中也没有取得相对良好的应用效果。
本文就形状记忆合金在土木工程中的研究应用进行了详细的分析。
[关键词]形状记忆合金；土木工程；研究应用形状记忆合金（SMA）作为一种有着一定记忆功能的材料，其具备良好的自感知、自诊断与自适应能力，并最早应用于航空航天以及医疗等精密领域。
近年来随着我国材料加工技术的大幅度提升，也使得SMA在土木工程中的应用得到了较快的发展。
1形状记忆合金中的特性1.1形状记忆效应（SME）某些具有热弹性或者应力诱发效果的材料处于一种马氏体状态中，而该材料在经历了一定限度的变形之后，可以借助于加热，并使其温度超过马氏体的消失温度时，该材料就可以直接恢复到变形之前的状态中，也就是形状记忆效益。
一般情况下，能够根据该材料记忆功能的区分，将其分为单程、双程与全方位的SME。
其中单程的SME是指该材料只需要在经过充分加热之后就可以回复为之前的状态，并能够在该状态下保持不变；而双程SME则指该记忆材料可以利用反复加热与冷却的方式来进行形状的变换。
1.2超弹性（PE）形状记忆合金的超弹性特征指的是在该材料的SMA温度达到一定程度时，其所加载的应力就会超过一定的弹性极限，并会产生非弹性应变。
如果在这一基础上进行加载，则会导致该材料发生马氏体相变，但是这种变化会随着应力的消失而消失，在这种情况下，不需要加热也能够让该材料回复到原本状态之中，而且该材料在应力作用下产生的变形也会通过其逆向变化完全消失.1.3SMA的特点SMA有着非常良好的延展性，并且能够恢复的变形程度达到8%～10%。
而在SMA中的应力及其应变两者形成的滞回曲线也使得SMA具有非常强的能量存储与传输能力。
形状记忆合金在土木工程中的研究与应用
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ
ｓ ａ ｅｍｅ ｒ ｌ ｙ ｈ ｐ ｍｏ ｙａｌ ，ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｒ ｐ ｒｉｓ ａ ｅ ，ａ ｔ ａｏ ，ｃｖｌｅ ｇｎ ｅｉｇ ｏ ｃ ａ ｉ ｏ ｅ ｔ ，ｄ ｍｐ ｒ ｃｕ ｔ ｒ ｉｉ ｎ ｉｅ ｒ ａｐ ｅ ｎ
本文主要介绍 Ｓ ＭＡ 的优 良特性及 其在土木 工程领 域 中应 用的研究现状 ， 出了国内外 在 Ｓ 指 ＭＡ研发 方面存 在的差距 ， 最
后对其产业化进程 中存在 的问题进行 了分析 。
１４ 阻尼特性 ．
Ｓ ＭＡ 由于马 氏体相变 的 自协调 和马 氏体 中形 成 的各种 界
１ Ｓ ＭＡ及 其特性
在Ｓ ＭＡ 的物 理 与力 学性 能 中 ， 形状 记忆 效 应 、 弹性 效 超 应、 弹性模量温度变化特性 和 阻尼性能是 形状记 忆合金 最主要 的 ４个特性＿ 。 】 Ｊ
维普资讯
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６ ・ ２
材料 导报
２０ ０ ６年 ８月第 ２ Ｏ卷 第 ８期
形 状记 忆 合 金在 土 木 工程 中的研 究 与 应 用
邢德 进 ， 李忠献
（ 天津 大学 建筑工程 学院 ， 天津 ３ ０ ７ ） ００ ２
摘 要 介 绍 了形 状 记 忆 合金 的 基 本 物 理 力 学性 能 ， 从 Ｓ 并 ＭＡ 阻尼 器 、 ＭＡ 隔震 装 置 、 ＭＡ 驱 动 器 和 Ｓ Ｓ Ｓ ＭＡ 复
热点 。
１３ 弹性 模 量温度 变化 特性 ．
Ｓ ＭＡ 的弹性模量 受 温度 的影 响 变化 很 大 ， 高温 下 奥 氏体 Ｓ ＭＡ 的弹性模量是低温 马氏体 Ｓ ＭＡ的弹性模 量 的 ３倍 以上。 利用 Ｓ ＭＡ 的这种特性 ， Ｓ 将 ＭＡ 预埋 入结构 中， 过加热 和冷 通 却 Ｓ ＭＡ， 改变 Ｓ ＭＡ 的组织 ， 控制 Ｓ ＭＡ 弹性 模量 变化 ， 而可 从 以改 变结构 局部 或整体刚度 ， 达到 避开共振的 目的 。
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。
【2017年整理】形状记忆合金文献综述
形状记忆合金性能及其应用综述引言：形状记忆合金形状记忆效应、超弹性效应、高阻尼特性、电阻突变效应以及弹性模量随温度变化等一般金属不具备的力学特性，使其在仪器仪表、自动控制、机器人、机械制造、汽车、航天航空、生物医学等工程领域都能发挥重要的作用，对其本构性能和在工程应用中的性能的研究十分必要。
本文综合了自1971年以来国内外众多科学家对形状记忆合金做出的各方面的研究，并做出简要评价，提出自己的看法和本课题研究内容，为对形状记忆合金的应用研究提供一定参考。
国内外研究现状：1、SMA材料种类研究现状自上个世纪30年代人们发现Au-Cd合金具有记忆效应以来，进过几十年的研究，发现的形状记忆合金按相变特征类，可分成如下几个系列[1]：1、由热弹性马氏体相变呈现形状记忆效应的合金1) TiNi系列，发生体心立方——无公度相——菱方R相——单斜BI9相变。
包括TiNi、TiNiFe、TiNiCu、TiNiNb(宽滞后)、TiNiCo等。
2) β铜基合金系，包括:Cu-Al-Ni(Cu-Al-X=Ti或Mn),发生体心立方—近正交γ1’（2H）或单斜β1’（18R1）, γ1’—单斜β1”（18R2），β1”--单斜α1, β1’--单斜α1相变（视应力大小而定）；Cu-Zn-Al-X（Cu-Zn-Al-X，X=Mn或Ni等），发生体心立方（β2、DO3或Lα1）--单斜9R或18R相变；其它，如Cu-Zu和Cu-Zn-X （X=Si、Sn、Au等）。
3）其它有色合金系，包括：Au-Cd、Ag-Cd、In-Ti、Ti-Nb、Co-Ni、Ni-Al等。
4) Fe3Pt（γ—α’，γ—fct）和Fe-30at%Pd（γ—fct）。
5) Fe-Ni-Co-Ti系，发生时效γ一薄片状α’(bcc和bct)马氏体相变，如Fe-33Ni-l0Co-4Ti、Fe-31Ni一I0Co-3Ti及Fe-33Ni-l0Co-(3~4)Ti-Al等。
Ti-Ni基形状记忆合金综述
Ti-Ni基形状记忆合金综述摘要形状记忆合金是现代一种新型功能材料,本文介绍了Ti-Ni基记忆合金的的相关重要概念，并且详细介绍了Ti-Ni基合金的相变与性能特点及其影响因素，同时对其应用做了一定的描述。
关键词：Ti-Ni基形状记忆合金、功能材料、性能、影响、应用1 前言形状记忆合金是70年代开发韵新型功能材料，其中Ti-Ni合金已在航天器件、仪表、控温及医疗机具上的应用，有希望在能源工业中发挥作用。
新的形状记忆材料和一些新的用途正在不断地开拓中。
形状记忆合金及台媳陶瓷的记忆材料都由马氏体相变爰其逆相变导致形状记忆效应。
目前在总结以往工作的基础上，对形状记忆效应的机制作些理论分析，对形状记忆材料的发展作科学的展望，开拓设计形状记忆材料的思路。
TiNi形状记忆合金(SMA)在医学领域的使用在提高人类生活质量方面发挥了巨大的作用。
然而，钛合金植入人体后，在体液中不可避免地会发生腐蚀。
腐蚀不仅会降低金属材料的力学和机械性能，甚至会导致值入失效，而且，溶入体液的Al、V、Ni离子对周围组织会产生一定的副作用，严重的则引发组织病变或癌变。
因此，医用材料的耐蚀性研究对于保障其在人体的安全使用具有十分重要的现实意义。
80年代初，经历了将近20年的时间，科学研究工作者们终于突破了TiNi合金研究中的难点。
从那以后，形状记忆合金成了许多国家的热门学科，多次出现形状记忆合金学术会议的与会者暴满，甚至不得不临时变更会场。
在形状记忆合金研究方面所发表的论文数很快跃居马氏体相变研究领域之最。
不仅如此，形状记忆合金在工业界也开始受到了极大的重视。
形状记忆合金在应用开发中申请的专利已逾万件。
在市场上付诸实际应用的例子已有上百种。
应用所涉及的领域极其广泛，包括电子、机械、宇航、运输、建筑、化学、医疗、能源、家电以及日常生活用品等，几乎涉及产业界的所有领域。
2 相关概念2.1 形状记忆效应一般金属材料收到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服点，金属就产生塑性变形，应力消除后就产生了永久变形。
形状记忆合金在医学上的应用
形状记忆合⾦在医学上的应⽤论⽂名：形状忆合⾦在医学上的应⽤学院：材料与化⼯学院专业：⾦属材料⼯程班级：学号：姓名：内容摘要形状记忆合⾦的研究是近⼏年⼯程技术界颇为关注的⼀项⾼新尖技术，其在航空航天、机械电⼦、⼯程建筑、医学医疗等相关领域已取得了⼀些应⽤性研究成果.本⽂介绍了形状记忆合⾦特点、功能、以及在现代医学中的研究与应⽤的现状与发展趋势.关键词形状记忆合⾦医学领域1.前⾔在⼈类⽂明发展史上，材料是科学技术进步的重要⽀柱，也是社会进步的物质基础。
在科技⽇新⽉异的今天，新材料更是⾼科技发展的先导。
形状记忆合⾦正是新科技领域的⼀朵奇葩，正在灿烂的绽放。
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。
记忆合⾦的开发迄今不过20余年，但由于其在各领域的特效应⽤，正⼴为世⼈所瞩⽬，被誉为"神奇的功能材料"。
1963年，美国海军军械研究所的⽐勒在研究⼯作中发现，在⾼于室温较多的某温度范围内，把⼀种镍-钛合⾦丝烧成弹簧，然后在冷⽔中把它拉直或铸成正⽅形、三⾓形等形状，再放在40 ℃以上的热⽔中，该合⾦丝就恢复成原来的弹簧形状。
后来陆续发现，某些其他合⾦也有类似的功能。
这⼀类合⾦被称为形状记忆合⾦。
每种以⼀定元素按⼀定重量⽐组成的形状记忆合⾦都有⼀个转变温度；在这⼀温度以上将该合⾦加⼯成⼀定的形状，然后将其冷却到转变温度以下，⼈为地改变其形状后再加热到转变温度以上，该合⾦便会⾃动地恢复到原先在转变温度以上加⼯成的形状。
1969年，镍--钛合⾦的“形状记忆效应”⾸次在⼯业上应⽤。
⼈们采⽤了⼀种与众不同的管道接头装置。
为了将两根需要对接的⾦属管连接，选⽤转变温度低于使⽤温度的某种形状记忆合⾦，在⾼于其转变温度的条件下，做成内径⽐待对接管⼦外径略微⼩⼀点的短管(作接头⽤)，然后在低于其转变温度下将其内径稍加扩到该接头的转变温度时，接头就⾃动收缩⽽扣紧被接管道，形成牢固紧密的连接。