形状记忆合金论述3000字论文
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bc t)马氏体相变，如Fe-33Ni-l0Co-4Ti、Fe-31Ni一I0Co-3Ti及Fe-33Ni-l0Co-(3~4)Ti-Al等。
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。
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。
记忆合金论文
河南农业大学机电工程学院《非金属材料》课程论文题目：形状记忆合金姓名：学号：专业班级：论文方向：任课教师：论文：形状记忆合金摘要：本论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, 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、应用前景。
正文：记忆金属又叫形状记忆合金。
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。
这种现象我们对应的称之为“形状记忆”形状记忆合金之所以具有变形恢复能力，是因为变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变。
形状记忆合金中具有两种相：高温相奥氏体相，低温相马氏体相。
根据不同的热力载荷条件，形状记忆合金呈现出两种性能。
形状记忆效应（shape memory effect）我们又可以分为两种：单程记忆效应和双程记忆效应以及全程记忆效应。
其中：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。
形状记忆合金论述3000字论文
形状记忆合金论述摘要：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、马氏相变体、记忆效应引言：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。
一、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，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。
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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。
形状记忆合金的研究与展望
形状记忆合金的研究与展望摘要：形状记忆合金是新近崛起的一类高科技功能材料。
应用已遍及航天、航空、电子、机械、能源、农业、医学、机械人以至日常用品等领域。
本文简要阐述了目前主要的形状记忆合金的类别及其影响形状记忆效应的因素。
关键词：形状记忆合金；形状记忆效应；马氏体相变引言形状记忆合金（Shape Memory Alloys，简称SMA）是新近崛起的一类高科技功能材料。
这类合金在某一温度下受外力而变形，当外力去除后，仍保持其变形后的形状，但当温度上升到某一温度，材料会自动回复到变形前原有的形状，能够大致上恢复至变形前的形状，这种所具有的回复原始形状的能力，称为形状记忆效应(Shape Memory Effect ,SME)[1]。
自该合金发现以来，它以独特的形状记忆效应和超弹性（Superelasticity）而引起人们的注视，并正逐渐得到日益广泛的应用，并在数量上已经跃居马氏体相变研究的首位[2]。
形状记忆合金的应用已遍及航天、航空、电子、机械、能源、农业、医学、机械人以至日常用品等领域。
在应用领域，其发展阶段大致经历了组分的变化及性能的提高。
NiTi合金和Cu基合金的开发应用主要集中在上世纪60~80年代，而铁基合金的开发应用相对较晚。
但是，这些合金的研究在今年来也一直受到关注，研究从未中断。
近年来形状记忆合金研究所取得的进展也主要体现在为NiTi，Cu基和Fe基形状记忆合金开发应用所进行的基础研究的探索上。
1. 形状记忆合金的分类1.1 钛镍形状记忆合金[3]1963年，W. Buehler等人在美国海军武器实验室发现了钛镍形状记忆合金具有可逆马氏体相变导致形状记忆效应[4]，随后引起了人们的极大兴趣，并很快得到应用。
迄今为止，有TiNi形状记忆合金的研究仍在不断地开展，在一系列的国际会议上，如马氏体相变国际会议（ICOMAT）、欧洲马氏体相变会议（ECOMAT）、形状记忆与超弹性国际会议（SMST），形状记忆材料国际会议（SMM）等，都占有很大比重，在有关智能材料和结构方面的国际会议上也占有一定比重。
记忆能力超强的形状记忆合金_3
记忆能力超强的形状记忆合金论文导读：形状记忆合金是在一个偶然的机会中。
记忆能力，记忆能力超强的形状记忆合金。
关键词：记忆能力，形状记忆合金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）。
免费论文，记忆能力。
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。
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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。
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为什么这些合金会具有形状记忆功能呢？科学家们经过进一步的研究发现：原来金属的晶体状态，在被加热和冷却时是不同的，这类合金都有一个共同的特点，那就是他们的晶体结构都有随温度的变化由不稳定状态向稳定状态转变的性质。
浅谈形状记忆合金
浅谈形状记忆合金时代的发展离不开材料的发展。
科学技术的进步，越来越体现出材料研究的重要性。
现如今材料的研究逐渐倾向于功能化、多样性。
形状记忆材料就是一种典型的新型功能材料。
形状记忆材料是指具有形状记忆效应的金属、陶瓷和高分子等材料，在高温下材料形成一种形状，在冷却到低温时会塑性变形成为另外一种形状，如果对材料进行加热，通过马氏体的逆相变，又可以恢复到高温时的形状，这就是形状记忆效应。
单程记忆、双程记忆和全方位记忆是形状记忆效应按形状恢复形式进行的三种分类，如下图所示。
单向记忆效应是指当材料被加热后能恢复到原始形态，但是只能单程，不可逆，也就是说继续加热冷却，材料形状都不再发生变化。
能够根据加热冷却的不同，反复出现低温状态和高温状态的材料则具有双程记忆效应。
全方位记忆效应的材料除了具有双程记忆效应外，最显著的特点就是可以出现和高温时完全相反的形状，这只需要将材料冷却到更低的温度就可以做到。
一、形状记忆合金的发展历史“形状记忆”这一名称的提出是在20世纪60年代，但是人们早在30年代就发现了形状记忆这一奇特的现象，遗憾的是当时没有引起人们足够的重视。
最初形状记忆只被人们当成某些材料的个例，根本无法在实际应用中运用。
记忆材料之所以能在生产、生活中广泛应用，还是得益于TiNi合金的研究与发展。
现在形状记忆合金已多达几十种。
我国是在20世纪70年代后期才开始研究记忆合金的。
形状记忆合金材料的发现，改变了一直以来形成的金属热胀冷缩等传统观念。
二、形状记忆合金的特点形状记忆合金具有优良的延展性，一般只要不超过8％至10％的变形量，均可恢复原有形状。
此外它还具有不次于不锈钢的耐腐蚀性能和抗疲劳性能。
并且高温下记忆合金仍有较大的刚度。
这些异于普通材料的特点决定了形状记忆合金的广阔发展前景。
但是由于形状记忆效应需要电源加热，温度过高又会影响它的记忆性能，这就大大缩小了形状记忆合金材料的使用范围，并且在长期使用后它的工作稳定性较差，因此，在一定程度上制约了形状记忆合金的应用。
形状记忆合金的研究现状及应用特点
形状记忆合金的研究现状及应用特点形状记忆合金的研究现状及应用特点摘要：简述了形状记忆合金的发展概况,介绍了形状记忆效应及其特性. 综述了形状记忆合金材料的研究现状、发展趋势及应用特点。
关键词：形状记忆合金形状记忆效应超弹性引言：形状记忆合金( Shape Memory Alloys , 简称SMA) 是一类具有形状记忆性能的合金,其主要特征是具有形状记忆效应[1 ] 。
作为一种新型的功能材料,形状记忆合金在理论研究方面,国内外已做了大量工作,但有关SMA 的疲劳性能研究成果甚少,寿命预测及安全估计成为主要困难。
为了更好地研究和使用,作者对以往的Ni Ti 合金的研究现状和疲劳测试概况进行综述和讨论。
一、形状记忆效应合金在某一温度下受外力而变形,当外力去除后,仍保持其变形后的形状,但当温度上升到某一温度,材料会自动回复到变形前原有的形状,似乎对以前的形状保持记忆,这种合金称为形状记忆合金(Shape memory Alloy , SMA) ,所具的回复原始形状的能力,称为形状记忆效应(Shape Mem2ory Effect ,SME) 。
形状记忆效应与马氏体相变和逆相变等密切相关,为此定义了各相关的温度点。
当冷却时马氏体相变开始温度为Ms 点,终了温度为Mf 点.。
当加热时马氏体逆相变开始温度为As点,终了温度为Af 点。
应力诱发马氏体相变的上限为Md 点。
参与马氏体相变的高温相和低温相分别称为母相和马氏体相。
形状回复驱动力是在加热温度下,母相与马氏体相的自由能之差。
但是,为了使形状恢复完全,马氏体相变必须是晶体学上可逆的热弹性马氏体相变。
二、形状记忆合金材料的研究现状至今为止已经研究、开发出十几种记忆合金体系. 包括Ag - Cd、Au - Cd、Cu - Al - Ni 、Cu - Al- Be 、Cu - Au - Zn、Cu - Sn、Cu - Zn、Cu - Zn - X(X= Si 、Sn、Al 、Ga) 、In - Ti 、Ni - Al 、Ti - Ni 、Fe -Pt 、Fe - Pd、Mn - Cu、Ti - Ni -Nb、Ti - Ni - X(X= Hf 、Pd、Pt 、Au、Zr) 、Ni - Mn - Ga 、Ni - Al - Mn、Ni - Co - Al 、Co - Mn、Co - Ni 、Co - Ni - Ga 、和Fe -Mn - Si 等。
功能材料论文形状记忆合金
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。
形状记忆合金材料的应用5则范文
形状记忆合金材料的应用5则范文第一篇：形状记忆合金材料的应用形状记忆合金材料的性质与应用综述【摘要】形状记忆合金是一种新型功能材料，在各个领域有着广泛的应用。
本文简要介绍了形状记忆合金的特性、应用以及发展前景。
【关键词】形状记忆合金应用发展现状【引言】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。
最早关于形状记忆效应的报道是由Chang 及Read等人在1952年做出的。
他们观察到Au-Cd合金中相变的可逆性。
[3]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Ti-Ni合金中观察到具有宏观形状变化的记忆效应，才引起了科学界与工业界的重视。
这种新型功能材料目前已广泛用于电子仪器、汽车工业、医疗器械、空间技术和能源开发等领域。
一、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。
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。
二、形状记忆合金的特性1、形状记忆效应：合金在某一温度下受外力而变形，当外力去除后，仍保持其变形后的形状，但当温度上升到某一温度，材料会自动回复到变形前原有的形状，似乎对以前的形状保持记忆，这种效应称为形状记忆效应。
2、超弹性：在高于Af点、低于Md点的温度下施加外应力时产生应力诱发马氏体相变,卸载就产生逆相变,应变完全消失,回到母相状态,表观上呈现非线性拟弹性应变,这种现象称为超弹性。
3、高阻尼特性：形状记忆合金在低于Ms点的温度下进行热弹性马氏体相变，生成大量马氏体变体(结构相同、取向不同)，变体间界面能和马氏体内部孪晶界面能都很低，易于迁移，能有效地衰减振动、冲击等外来的机械能，因此阻尼特性特别好。
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。
形状记忆材料论文
形状记忆材料论文最近几年，怎样有效的提升土木工程构造的安全性、持久性是现在人们普遍关注的问题之一。
通过各国学者的不断努力和研究，针对该情况也提出了相关的解决措施，来进一步的加强结构中的安全性和稳固性。
其中，因为智能材料所融合而成的智能材料结构系统在土木工程的使用过程中，不但具有强大的吸引力，还具有鲜明的革命性。
现在，土木工程范围中使用最为普遍的就是只能材料有形状记忆合金、压电材料、光栅光纤和磁流变体等。
在丰富多样的智能材料中，形状记忆合金，简称SMA，该材料对形状具有一定的记忆性，该材料自身具有感知性、判断性和自我适应性等特征。
SMA 因为其恢复变形大、因为受限回复时可能产生大量的驱动力、电阻对应比较敏感、高阻尼性能、抗疲劳性能好，而且还可以完成多样化的变形模式，容易和混凝土、钢等材料融合起来，并且受到了人们的广泛关注，国内外很多学者对SMA在土木工程中的使用进行了相关的理论探索和实验研究。
1SMA的主要价值1.1形状记忆效用（SMA）。
相撞记忆效用主要表现在一些具有热弹性或是引发马氏体相变的材料存在于马氏体状态中，并且通过一定程度的变形，经过加热并超越了马氏体相，等到温度消失之后，材料的形状可以恢复到之前的模样和体积。
因为材料记忆效用各不相同，主要划分为单程、双程和全方位SMA，单程SMA是指材料只能进行一次动作，也就是加热之后保持高温时的状态，并且一直维持；双程SMA主要是指材料反复加热和遇冷之后，能够反复在高、低温之间进行变化；全方位SMA主要是指材料在保持双程记忆的时候，如果冷却到特别低的温度，就会呈现出和高温完全不一样的形状。
1.2超弹性(PE)。
超弹性就是指当SMA温度超越奥式体变相完成温度Af之后，加载应力达到了弹性极限，也就出现了非弹性应变，持续加载将会出现马氏体相变，但是马氏体也会因为应力的丧失而消失，虽然不加热也会出现马氏体逆相变，并且恢复到原来的材料状体，也就是奥式体相，应力效用中的整体变形也会因为逆相变的出现而完全消失。
形状记忆合金综述
形状记忆合金摘要：扼要地阐述了形状记忆合金机理、常用制备方法、介绍了形状记忆合金的发展前景。
关键词：形状记忆合金、形状记忆效应、NiTi、锻造、热挤压、轧制、拉拔、冷加工、粉末成形、包套碎片挤压成形、溅射沉积薄膜引言：形状记忆合金是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性变形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。
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，应用最多的是Ni2Ti合金和铜基合金。
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，并获得了广泛应用。
1 形状记忆效应的机理具有马氏体逆转变，且M s与A s温度相差很小的合金，将其冷却到M s点一下，马氏体晶核随着温度下降逐渐长大，温度上升的时候，马氏体相又反过来同步地随温度升高而缩小，马氏体相的数量随温度的变化而发生变化，这种马氏体称为热弹性马氏体。
在M s以上某一温度对合金施加外力也可引起马氏体转变，形成的马氏体称为应力诱发马氏体。
有些应力诱发马氏体也属弹性马氏体，应力增加时候马氏体长大，反之，马氏体缩小，应力消除后马氏体消失，这种马氏体称为应力弹性马氏体。
应力弹性马氏体形成时会使合金产生附加应变，当除去应力时，这种附加应力也随之消失，这种现象称为超弹性或者伪弹性。
将母相淬火得到马氏体，然后使马氏体发生塑性变形，变形后的合金受热时，马氏体发生逆转变，开始回复母相原始状态，唯独升高至A f时，马氏体消失，合金完全恢复到母相原来的形状，呈现形状记忆效应。
如果对母相施加应力，诱发其马氏体形成并发生形变，随后逐渐减小应力直至除去时，马氏体最终消失，合金恢复至母相的原始形状，呈现伪弹性。
浅谈形状记忆合金材料的未来的现状及发展
浅谈形状记忆合金材料的未来的现状及开展浅谈形状记忆合金材料的未来的现状及开展【摘要】“形状记忆合金〞对于普通人来说可能还很陌生，但是它的问世已有80年的历史。
经过长时期的开展，这种有“记忆〞效应的合金在高新技术领域的应用已十分普及，例如万众瞩目的航天航空工程中就不乏它的身影。
那么随着科技的日益进步，如何开掘出其更大的效用是需要我们不断研究和探索的。
本文旨在分析当前形状记忆合金在研究和应用中出现的一系列问题，探讨其在没来开展过程中的前景。
【关键词】记忆合金;航空;科技瑞典人奥兰德于1932年发现了“记忆〞效应。
即在经过加热到一定温度的时候，合金的形状可以变化会改变之前的形状。
所以这种具有特殊性能的金属被人们称作“记忆合金〞。
记忆合金问世的80多年来，经过长足的开展，它已经为科学领域做重了重要的奉献，并且它的作用还在向其他各领域无限延伸。
1 形状记忆合金材料的开展历程1963年，美国海军军械研究所的比勒在研究工作中发现了每种将元素按照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。
如果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而成的形状。
这一发现确定了“形状记忆合金〞的的存在。
接着在1969年，镍-钛合金的“形状记忆效应〞首次实现了在工业上应用，美国于某种喷气式战斗机的油压系统中应用了镍-钛合金的接头以保证其在温度变化的过程中发生形变，形成牢固紧密的连接。
事实证明这很成功，运用了该种合金后从未发生过漏油、脱落或者是破损等事故。
同年，在人类历史上具有迈进一大步的重要意义的美国“阿波罗〞号登月过程中，也应用了形状记忆合金，运用记忆合金制作的直径数米的半球形天线事先被压成一团，装进登月舱带上了天。
到达月球将其取出之后，在阳光的照耀下温度升高，它又“记〞起了自己原来的形状，完成了月球和地球之间的信息传输。
记忆合金论文
浅谈形状记忆合金形状记忆合金是一种特殊的合金，存在一个记忆温度，在记忆温度以下可以任意加工，当温度回到记忆温度时，可以恢复到加工前的形状。
形状记忆合金至今已有十几种，包括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、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等。
1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到"记忆"效应。
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。
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。
1969年7月20日，美国宇航员乘坐“阿波罗”11号登月舱在月球上首次留下了人类的脚印，并通过一个直径数米的半球形天线传输月球和地球之间的信息。
这个庞然大物般的天线就是用一种形状记忆合金材料，先在其转变温度以上按预定要求做好，然后降低温度把它压成一团，装进登月舱带上天去。
放置于月球后，在阳光照射下，达到该合金的转变温度，天线“记”起了自己的本来面貌，变成一个巨大的半球。
形状记忆合金的特点是：弯曲量大，塑性高，在记忆温度以上恢复以前形状。
形状记忆合金分为以下几类：1、单程记忆效应合金：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。
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形状记忆合金论述摘要：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、马氏相变体、记忆效应引言：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。
一、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，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、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。
二、日常分类最先在合金相变过程中观察到形状记忆效应的是Chang 和Read ,他们通过对AuCd的相变可逆性研究发现相变过程中发生了电阻率的变化。
1958 年,在铜(CuZn) 中也发现了类似的现象。
直到1962 年, 当Buehlerh和其同事们在等原子的Ni2Ti 合金中发现了SME 后,对SMA 冶金学和应用的研究才蔚然兴起。
随后的十年中,市场上出现了大量的利用SMA 制造的产品。
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:1) Ni2Ti 系,包括等原子Ni-Ti , Ti-Ni-X(X = Fe ,Al ,Co) ;2) 铜系, 包括Cu-Zn 系, 如Cu-Zn , Cu-Zn-X(X = Si ,Al , Sn) ; Cu-Al 系, 如Cu-Al2 ,Cu2Al2Ni ;3) 其他有色金属系, 如Co-Ni , Ti-Nb ,Au-Cu-Zn ,Au-Cd ,Ag-Cd , In-Ti 等;4) 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。
虽然目前已经发现的形状记忆合金有30 余种。
但正式作为商品生产的只有Ni 系和Cu基两大类。
一般来说,Ni2Ti 合金反复使用的稳定性、耐蚀性、对生物体的适应性(界面相互作用) 、以及超弹性和制备加工性等都比Cu 基合金优越,但成本较高。
Cu 基合金尽管在这些方面略微逊色,但价格便宜,在反复使用频率不太高、条件不太苛刻情况下,应用前景非常广泛。
三、生活应用迄今为止,形状记忆合金在空间技术、医疗器械、机械器具、电子设备、能源开发、汽车工业及日常生活各方面都得到了广泛的应用,总的来说,按使用特性的不同,可归纳为下面几类:(1)自由回复:SMA在马氏体相时产生塑性形变,温度升高自由回复到记忆的形状。
自由回复的典型例子是人造卫星的天线和血栓过滤器。
美国航空航天局(NASA) 将Ti2Ni 合金板或棒卷成竹笋状或旋涡状发条,收缩后安装在卫星内。
发射卫星并进入轨道后,利用加热器或太阳能加热天线,使之向宇宙空间撑开。
血栓过滤器把Ni2Ti 合金记忆成网状,低温下拉直,通过导管插入静脉腔,经体温加热后,形状变为网状,可以阻止凝血块流动。
有人设想,利用形状记忆合金制作宇宙空间站的可展机构,即以小体积发射,于空间展开成所需的形状,这是很有吸引力的机构。
(2)强制回复:强制回复最成功的例子是SMA管接头。
事先把内径加工成比被接管外径小4 % ,当进行连接操作时,首先把管接头浸泡在液态空气中,在低温保温状态下扩径后,把被接管从两端插入,升高温度,内径回复到扩径前的状态,把被接管牢牢箍紧。
利用SMA 制作的脑动脉瘤夹可夹住动脉瘤根部,防止血液流入,使动脉瘤缺血坏死。
本田等人用厚度为015mm 的Ti2Ni 板制作的Ag2TiNi 复合夹满足小而轻、装卸简便等要求,效果良好。
此外,类似的用途还有电源连接器、自紧固螺钉、自紧固夹板、固定销、密封垫圈、接骨板和脊柱侧弯娇形哈伦顿棒等。
(3) 动力装置:有些应用领域,要求形状记忆元件在多次循环往复运动中对外产生力的作用。
温度继电器和温度保持器、自动干燥箱、电子灶、热机、卫星仪器舱窗门自动启闭、自动火警警报器、热敏阀门、液氨泄漏探测器、煤气安全阀、通风管道紧急启动闸门、自动收进烟头的烟灰盒及人工心脏等都属于这种应用类型。
1997 年美国航空航天局(NASA) 的科学家利用长3cm ,直径0115mm(01006″) 的Ni-Ti SMA 驱动火星探测器上的太阳能电池挡板,加热SMA ,使其收缩,通过传动装置,打开太阳能电池上的玻璃挡板,电池充电。
充电结束后,偏置弹簧重新使挡板复位。
挡板的有效开合可起到防尘的目的。
(4) 精密控制:因为SMA 的相变发生在一定温度范围而不是某一固定温度点,我们往往只利用一部分形状回复,使机械装置定位于指定的位姿。
微型机器人、昆虫型生物机械、机器人手抓及微型调节器、笔尖记录器及医用内窥镜都属于这一类。
形状记忆合金用作机器智能人的执行器,集传感、控制、换能、制动于一身,具有仿真性好、控制灵活、动作柔顺、无振动噪声、易于结构微型集成化等优点。
日本的日立公司已研制出具有13个自由度的能拣取鸡蛋的机器人。
俄罗斯St1Petersburg 机器人及控制技术学院在Cu-Al-Ni 基合金材料的研究基础上,研制出了拟人机械手(115m 长) ,其手爪能移动200kg的物体。
该研究小组还给出了手爪的精确控制系统。
医学上用到的具有多自由度能弯曲转入肠道内诊断疾病,进行手术的机器人也属于这一类型(图3) 。
现有的大肠镜的直径为10～20mm ,这种内窥镜的直径为13mm ,因此它特别适用于作大肠镜。
诊断过程中,医生一边看纤维镜中的图象,一边移动操纵杆给出前端的第1 ,2 节弯曲角指令和内窥镜前进、后退指令,通过计算机进行柔性控制, 使内窥镜能够平滑地沿着通路前进或后退,大大减小了患者的痛苦,也增加了诊断的准确性。
随着目前超大规模集成电路技术的飞速发展,可进一步制成微米级甚至更小的超微仿生物。
四、结束语形状记忆材料的开发研究已有多年,从最初的合金已扩展到陶瓷和高分子材料,并且各种先进的生产工艺技术已被应用到形状记忆材料的研究、开发和应用中随着科学技术水平的不断提高,形状记忆合金材料的应用将会更加广泛。
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