化学与材料 ppt(沪教版)PPT课件

在航空上的应用——
月球上的“奇 在葩室”温下用形状记忆合金制
成抛物面天线，然后把它揉 成直径5厘米以下的小团，放 入阿波罗11号的舱内，在月 面上经太阳光的照射加热使 它恢复到原来的抛物面形状。 这样就能用空间有限的火箭 舱运送体积庞大的天线了。
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形状记忆合金的用途（二）
在医学上的应用
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形状记忆合金的特点
• 形状记忆合金材料是一
种新型的功能材料，其
特点是在一定的外力作
用下可以改变其形态
(形状和体积)，但当温
度升高到某一定值时，
它又可完全恢复原来的
通过形状记忆合金模仿肌肉的形收态缩 。
来实现人工肌肉的功能。用背部的 金属纤维振动翅膀
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形状记忆合金的用途（一）
• 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）
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2020胸年10罩月2日丝、钓鱼线、便携电话天线、装饰品等。 6
形状记忆合金的分类
• （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。
汇报人：XXX 汇报日期：20XX年10月10日
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合金具有“记忆”的原因
• 据科学家推测，金属的结晶状态，在被加热时和 冷却时是不同的，虽然外表没有变化，然而在一
定温度下，金属原子的排列方式会发生突变，这
称为相变。能引起记忆合金形状改变的条件是温
度。分析表明，这类合金存在着一对可逆转变的 晶体结构。如含有Ti和Ni各为50％的记忆合金，
化学与材料
形状记忆合金
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形状记忆合金的发现
20世纪60年代初，美国马里兰州海军 军械研究所的科学家比勒，用镍钛合金丝 做试验。这些合金丝弯弯曲曲，为了使用 方便，他把这些合金丝弄直了。但是，当 他无意中把合金丝靠近火的时候，奇迹发 生了：已经弄直的合金丝居然完全恢复了 它们原来弯弯曲曲的形状。
有两种晶体结构，一种是菱形的，另一种是立方
体的，这两种晶体结构相互转变的温度是一定的。
高于这一温度，它会由菱形结构转变为立方体结
构；低于这一温度，又由立方体结构转变为菱形
结构。晶体结构类型改变了，它的形状也就随之 改变。
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形状记忆效应与形状记忆合金
• 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）。
（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
记忆
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同而取向相反的低温相形状，称为全程
效应。
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பைடு நூலகம்
形状记忆合金的原料
• 真正实际中使用的形状记忆合金主要是 TiNi合金和CuALBe合金，以及在这两种合 金中添加微量元素所组成的合金，因而形 状记忆合金的主要材料是镍、钛、铜、铍 青铜等，其产地分别是我国西部地区的金 昌、遵义、白银、石嘴山等。
合金作为驱动元件，具有可动的肩、肘、腕及 手指的微型机械手。手指和手腕靠TiNi合金螺 旋弹簧的伸缩实现开闭和弯曲动作，肘和肩是 靠直线状的TiNi合金丝的伸缩做弯曲动作，各 个形状记忆合金驱动元件都由直接通上的脉宽 可调电流加以控制。
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形状记忆合金的用途归纳
• (1)汽车：后雾灯罩、手动变速箱的防噪音装置、 燃料蒸发气体排出控制阀；(2)电子设备：电子炉 灶换气门的开闭器、空调风向自动调节器、咖啡 牛奶沸腾感知器、电饭锅压力调节器、电磁调理 器过热感知器、温泉浴池调理器等；(3)安全器具： 过热报警器、火灾报警器、烟灰缸灭火栓等；(4) 医疗方面：人工牙根、牙齿矫正丝、导线等；(5) 生活用品：自动干燥库门开闭器、卫生间洗涤器 水管转换开关、空调进出口风向调节器、浴池保 温器、玩具、路标方向指示转换器、家庭换气门 开闭器、防火挡板、净水器热水防止阀、恒温箱 混合水栓温度调节阀、眼镜固定件、眼镜框架、