形状记忆合金文献综述
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。
形状记忆合金的研究现状
Vol.49No 14工程与试验EN GIN EERIN G &TEST Dec.2009[收稿日期] 2009-10-30[作者简介] 何子淑(1976-),女,研究生学历,讲师,从事机械工程材料教学工作。
形状记忆合金的研究现状何子淑,高军成,梁益龙(贵州工业职业技术学院,贵州贵阳550008)摘 要:形状记忆合金是一种重要的智能材料,对其近年来的技术发展进行了综述,着重对形状记忆材料Ni Ti 合金的研究成果及其疲劳性能测试方法和存在的问题进行了讨论,并指出了今后的发展方向。
关键词:形状记忆合金;疲劳性能中图分类号:TB381 文献标识码:A doi :1013969/j.issn.167423407.2009.04.002R esearch Status of Shape Memory AlloysHe Zishu ,Gao J uncheng ,Liang Y ilong(Gui z hou I n d ust ry Prof essional Technolog y College ,Gui y ang 550008,Gui z hou ,Chi na )Abstract :Shape memory alloy (SMA )is a kind of important intelligent material.In t his article ,we summarized t he technology develop ment of SMA in recent years ,especially discussed t he re 2search result s of Ni Ti alloy and t he test met hod of fatigue performance of SMA.At last ,we in 2t roduced t he develop ment direction of SMA.K eyw ords :shape memory alloy ;fatigue performance1 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]。
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。
关于形状记忆合金的若干论述
关于形状记忆合金的若干论述摘要：19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。
这种记忆合金具有很广阔的应用前景，如今记忆合金已然在交通、医疗、自动化控制等方面有了重要的应用。
本文介绍了它的相关概念、微观机理、分类及其在材料学中的地位。
关键字：形状记忆合金；形状记忆效应；功能材料；机理；应用引言：形状记忆合金作为一种新型功能性材料为人们所认识，并成为一个独立的学科分支，可以认为是始于1963年。
当时美国的海军武器实验室的W.J.Buchler博土研究小组，在一次偶然的情况下发现，TiNi合金工件因为温度不同，敲击时发出的声音明显不同，这说明该合金的声阻尼性能与温度相关。
通过进一步研究，将这种材料制成的细丝的一端弯曲，并靠近点烟火柴火焰，发现弯曲的细丝伸直了，近等原子比TiNi合金具有良好的形状记忆效应，并且报道了通过x射线衍射等实验的研究结果．以后TiNi合金作为商品进入市场。
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。
它主要是镍钛合金材料。
一、相关概念：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。
有些金属在高温下定形后冷却到低温并施加变形，从而形成残余形变。
当材料加热时，材料的残余形变消失，并回复到高温下所固有的形状。
再进行加热或冷却时，形状保持不变，这就是所谓的形状记忆效应，它就像合金记住了高温状态的形状一样。
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。
铁基形状记忆合金专利技术综述
日本 ， １２０， Ｓ６Ｏ％ Fra bibliotek美 国， ５７
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闰ｌ聩基形状记忆台畚＿乇要 申请来豫 筒象豌 地 分布
目标 市场 是指 专利 申请进 入 的 国家／地 区 ，它可 以反 映 出世 界
范 围 内哪 些国 家／地 区 是铁基 形状 记忆 合 金的 主要专 利应 用 市场 。 从 图 ２可 以看 出， 日本 、中 国、美 国、欧 盟和 韩国 是世 界上 最主
要 的铁 基 形状 记忆 合金 材料 应用 市场 ， ｝｝Ｉ此 可见 日本、 中 国、美 国 、欧盟 和韩 国是 铁基 形状 记忆 合 金的 主要 目标 市场 。 专 利 中 请 的来源 国统 计数 据相 比，俄 罗斯 占据 ｒ专 利 来源 国 申请 的第 五 位 ，但 专 利 的主要 目标 市场 并 没有 占据 前 五位 ，反 而韩 占掘 了
专 利 申请情 况 ，对各 国 的申请 量 以及 国 内外 重 点 申请 人分 另Ｂ进 行统 计和 后续 深 入分 析 。
［关键 词】铁基 形状 记忆 合金 ；专 利 申请 ：重要 申请 人
【中图分类号］ＴＦ
［文献标识码】Ａ
［文章编号］１００７—１８６５（２０１８）０３－０１０６—０２
Ｐａｔｅｎｔｓ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ ｓ ｏｆ Ｉｒｏｎ－ｂａｓｅｄ Ｓｈａｐｅ Ｍ ｅｍ ｏｒｙ Ａｌｌｏｙ
已获 得广 泛 应 ，例 如管 接 头 、各种 电器 中 的驱动 器 、手持 话机 天线 、 以及 医学 支架 和导 丝等 。
形状记忆合金 智能材料
形状记忆合金研究综述材实验0901 付朝丽1101090201摘要文章简述了形状记忆合金的发现历史，详述了形状记忆合金的特性并列举了其在各个领域中的应用和研究现状，最后指出了研究中存在的问题并对今后的发展方向进行了展望。
关键词形状记忆合金特性应用研究现状展望Abstract:The article gives a brief history of the discovery of the shape memory alloy, details the characteristics of shape memory alloys and lists applications and research in various fields, finally points out the problems in the study and future direction of development prospects.Key words: shape memory alloy characteristics applications research prospects1前言1.1 历史背景在上世纪80年代，人们提出了智能材料的概念。
所谓智能材料，即要求材料体系集感知、驱动、信息处理于一体，形成类似生物材料那样具有智能属性的材料，具备自感知、自诊断、自适应、自修复等功能。
其中形状记忆合金(Shape Memory Alloy ，简称SMA) 由于驱动作用显著、性能较稳定等特点，成为智能材料与结构中研究最多的驱动元件之一。
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。
1962年，Buehler及其合作者在等原子比的TiNi合金中也观察到具有宏观形状变化的记忆效应，但当时并未引起人们的广泛注意。
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)。
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。
在T1温度下,将原来SMA直棒弯曲变形后,加热至T2,弯曲棒便逐渐自动变直回冷至T1,棒仍保持直的形状。
合金的这种在某种条件下经任意方式的塑性变形,然后加热至该种合金固有的某一温度以上,又完全恢复其原来形状的现象,称为形状记忆效应(SME)。
图1a中所示为单程SME;如果由T2冷至T1时,SMA棒复又自动弯曲,从而随T2≒T1热循环,棒的形状亦发生直≒弯循环现，象,这种现象称为双程SME,如图2b所示。
可见,合金的SME是在应力(σ)———应变(ε)———温度(T)三维空间中的一种特殊机械行为。
这种空间行为见图2。
由于SME的微观机制与母相P及马氏体M之间发生的P≒M正逆相变密切相关,所以,图2中的相变温度及应变量等均为重要的SMA 设计参数。
形状记忆合金国内外研究现状和应用
形状记忆合金国内外研究现状和应用形状记忆合金由于具有的“形状记忆”和“超弹性”两大特殊功能，如果能够很好的对这些性能进行利用，可以说能给很多的领域带来质的飞跃。
几十年来，世界很多组织对形状记忆合金进行了很多的研究，每年还召开发布会进行探讨，分享近期获得的新的研究成果。
不断完善马氏体相变理论的同时，形状记忆合金的应用研究也取得了长足进步，其应用范围涉及宇航、机械、电子、化工、能源和医疗等许多领域。
333491 航空航天中的应用形状记忆合金在很早的时候就在航空装置和飞行器中有着应用。
美国和欧洲国家，也在将形状记忆和今年应用于直升机的智能水平旋翼中，直升飞机由于高震动和高噪声而限制了其使用，直升机的叶片涡流干扰带来了主要的噪声和震动。
因此如果能找到一种材料，能够使叶片可以在一个水平面上进行旋转，就可以大大的减少由于叶片涡流而造成的振动和噪声，而目前开发出来的轨迹控制器，就是用的双管形状记忆合金，这使得直升机的稳定性得到了大大的提升。
论文网2 机械工程中的应用利用形状记忆合金在特定温度下就会复原的特性，形状记忆合金在机械工程的精密仪器制造方面有着很大的优势，比如机床或者车床，这些仪器对精度的要求很高。
因此很小的变形都会对零件的精度产生很大的影响，然而用形状记忆合金制造的仪器，只需在变形区域加热到特定的温度，就可以让仪器恢复到原样，很轻易就排出了故障源自$六L维W 论L文W网)加7位QQ3249'1143 生物医学中的应用由于TiNi SMA具有优良的抗腐蚀性、抗磨性和生物相容性，其在牙科、矫形科、骨科、脑科等医学工程领域有重要的应用价值[12-13]。
比如说与我们生活很贴近的牙科中，我曾经在医院坐过牙齿的矫正，随着国内对牙齿健康的越来越重视，很多国外的先进材料也被引入到了国内，除了最常见的陶瓷，形状记忆合金也被应用到了一些牙齿矫正中，而且这种材料的矫正器操作简单，而且专家说，这种材料也能大大减少患者的不适感。
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。
081324141周斌 形状记忆合金的制备与表征
一种Cu-Zn-Al形状记忆合金的制备与表征一、文献综述形状记忆效应是20世纪30年代首次被发现并公开报道的，美国哈佛大学A.B.Greninger等学者在CuZn合金中发现，马氏体会伴随着加热和冷却而收缩并长大，但在当时并未引起足够的重视。
直到1963年，美国海军武器实验室Buehler等人发现了等原子TiNi合金中的形状记忆现象，形状记忆效应的应用开发才得以促进，并由此拉开了世界范围的形状记忆合金研究热潮的序幕。
形状记忆合金第一次获得实际应用是在1971年，美国Raychem公司成功制造出TiNi形状记忆合金管接头并应用到F-14战斗机的液压管连接件，此后这种管接头成功替代了传统连接件并在各种型号的飞机上使用数百万只，至今无一例失效。
我国自1978年开始，率先由北京有色金属研究总院、哈尔滨工业大学、大连理工大学、上海钢铁研究所、天津冶金研究所等开展形状记忆合金基础及应用研究，其中最具代表性的例子就是北京有色金属研究总院于1982年成功研制了钛镍记忆合金牙齿矫形丝并批量出口美国。
国内记忆合金应用及产业化进程大体上可分为3个阶段：基础研究阶段。
20世纪70年代末至80年代末这一阶段主要是记忆合金的基础理论研究、材料研究及生物相容性研究阶段，研究主要集中在大学、医院及科研院所，而这3者的有机结合也是我国记忆合金研究的重要特点。
应用研究阶段。
20世纪80年代末到90年代末主要是记忆合金产品设计开发和初步应用阶段，研究主力依然集中在大学、科研院所和医院，我国在此领域已经占有一席之地。
1999年国际形状记忆合金年会上，与会专家公认美、日、中3国处于国际形状记忆合金的前沿水平。
美国以在航空航天上的应用为代表，日本以日用产品为代表，而中国以医疗器械为代表。
产业化发展阶段。
20世纪末以来，我国的形状记忆合金发展步入了产业化发展阶段。
以科研院所背景的国有控股公司及记忆合金专家创办的民营公司为代表，一批记忆合金专业生产企业相继成立，我国的记忆合金产业蓬勃发展并逐步走向良性轨道。
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。
免费论文，记忆能力。
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。
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
牛心如，王娜，黄宁昕，等：形状记忆合金综述形状记忆合金综述牛心如，王娜，黄宁昕,崔仲凯，王磊，赵辰(南京工程学院建筑工程学院，江苏南京211167)摘要：对记忆合金SMA分类、特性以及在抗震结构中的应用作了详细阐述，总结了实际应用中的优缺点。
关键词：SMA记忆合金;材料分类；特性应用；研究现状Abstract:In this paper,the classification,characteristics and application of SMA in aseismic structure are described in detail,and the advantages and disadvantages in practical application are summarized.Key words：SMA memory alloy；material classification；characteristic application；research status［中图分类号］TG139+.6［文献标识码］A［文章编号］1004-5538(2021)01-0022-020引言最有效最直接减少地震灾害的方法就是对建筑物进行特殊设计，建造出能够承受高强度地震的建筑。
若在建筑结构中应用智能材料,即能增强其抗震效果。
记忆合金的极限应力可达到1000MPa,恢复应变为8%左右,在奥氏体项表现出超弹性性能。
利用记忆合金的特性，可在建筑结构中进行自我诊断和自适应控制,同时,还可成为研究和应用裂缝损伤、变形、结构主动隔振的智能驱动器。
1记忆合金分类1.1按其材料分类目前形状记忆合金可分为50多种，其中被广泛应用的有三大类:镍钛基记忆合金(Ni-TiSMA)、铜基记忆合金(Cu SMA)、铁基记忆合金(Fe SMA)。
而其中镍钛基记忆合金的应用最为广泛，在航空航天、医疗、自动化、电子机械的产品中最为常见;而Cu SMA主要有Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Zn-Ga、Cu-Sn等；Fe SMA主要有Fe-Pt、Fe-Mn-Si、Fe-C-Mn-Si-Cr-Ni、Fe-Ni-Co-Ti(尚在研究中)等。
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。
新型智能材料（形状记忆合金）论文（范文）
新型智能材料（形状记忆合金）论文（范文）第一篇：新型智能材料(形状记忆合金)论文（范文）铁素体、奥氏体、马氏体组成铁碳合金的铁具有两种晶格结构：910℃以下为具有体心立方晶格结构的α——铁，910℃以上为具有面心立方晶格结构的Υ——铁。
如果碳原子挤到铁的晶格中去，而又不破坏铁所具有的晶格结构，这样的物质称为固溶体。
碳溶解到α——铁中形成的固溶体称铁素体。
而碳溶解到Υ——铁中形成的固溶体则称奥氏体。
奥氏体是铁碳合金的高温相。
钢在高温时所形成的奥氏体，过冷到727℃以下时变成不稳定的过冷奥氏体。
如以极大的冷却速度过冷到230℃以下，这时奥氏体中的碳原子已无扩散的可能，奥氏体将直接转变成一种含碳过饱和的α固溶体，称为马氏体。
由于含碳量过饱和，引起马氏体强度和硬度提高、塑性降低，脆性增大。
高分子形状记忆合金的发展及趋势摘要：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。
引言形状记忆合金(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,并获得了广泛应用。
二、形状记忆合金的发展史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。
形状记忆合金的应用现状综述
Review of shape memory alloy application statusNIU Hao -jie ，LIN Cheng -xin（School of Ship and Ocean Engineering ，Dalian Maritime University ，Dalian ，Liaoning 116026，China ）Abstract ：Shape memory alloy （SMA ）has the functions of shape memory effect ，super elasticity ，and has good wear resis -tance ，corrosion resistance and comprehensive mechanical properties.Shape memory alloy has been widely used because of its unique and superior properties.This paper introduces the application status of shape memory alloy in aerospace ，automobile ，petroleum engineering ，civil engineering and biomedicine ，and introduces the research and application of new shape memory alloy.Key words ：shape memory alloy （SMA ）；shape memory effect ；super elasticity ；new shape memory alloy形状记忆合金的应用现状综述牛豪杰，林成新（大连海事大学船舶与海洋工程学院，辽宁大连116026）摘要：形状记忆合金（SMA ）具有形状记忆效应、超弹性等功能，且具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和综合力学性能.形状记忆合金以其独特和优越的性能引起了人们的极大关注，取得了广泛的应用.本文详细介绍了形状记忆合金在航空航天、汽车、石油工程、土木工程及生物医学等领域的应用现状，介绍了新型形状记忆合金的研究应用.关键词：形状记忆合金(SMA );形状记忆效应;超弹性;新型形状记忆合金中图分类号：TG139.6文献标识码：Adoi ：10.3969/j.issn.1673-095X.2020.04.001文章编号：1673-095X （2020）04-0001-06天津理工大学学报JOURNAL OF TIANJIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY第36卷第4期2020年8月Vol.36No.4Aug.2020收稿日期：2019-11-05.基金项目：极地船舶冬装化技术与装备研究（226000/017193017）.作者简介：牛豪杰（1994—），男，博士研究生，E-mail ：****************.通讯作者：林成新（1963—），男，教授，博士生导师，E-mail ：***************.形状记忆合金（shape memory alloy ，SMA ）是一种独特的材料，能够在卸载或加热后实现变形并恢复到预定的形状.SMA 最早由Arne Olander 于1932年发现，在1941年由Vernon 首次采用“形状记忆”一词进行描述.直到1962年William Buehler 和Frederick Wang 揭示了镍钛（Ni-Ti ）合金中的形状记忆效应（SME ），人们才开始意识到SMA 的重要性[1].随着对SMA 研究的深入，在航空、航天、机械、电子及生物医疗等领域对于SMA 的应用需求不断增加.SMA 发展至今，具有实际应用价值的共有三类：Ni-Ti基、Fe 基和Cu 基记忆合金，其中Ni-Ti 基记忆合金具有形状记忆特性好、金属耐疲劳特性强、金属强度高、生物相容性优异等优点，适合于大多数领域的应用；而Fe 基和Cu 基记忆合金成本较低，但其不稳定性和较差的热机械性能限制了自身的应用，尽管如此，每种材料对于特定的要求或应用场合都有自身的优势[2-11].本文分别从航空航天、汽车、石油工程、土木工程、生物医学五个领域对SMA 的应用进行了综述，并介绍了新型形状记忆合金材料的研究应用.1形状记忆合金在航空航天领域的应用管接头是SMA 最成功的应用之一.SMA 管接头是利用记忆合金的形状记忆效应，在母相状态下机械加工成管接头，接头内径略小于被连接管外径.将管接头冷却至低温马氏体状态，用锥形扩径棒对管接头进行扩径，扩径后管接头内径比被连接管外径稍大[12].管接头的装配方法较简单，如图1所示[1].最早应用的SMA 管接头是Ni-Ti 记忆合金管接头[13].自20世纪70年代中期研制成功以来，在美国各种型号飞机上已成功使用数百万只，至今无一例失效.通常采用的Ni-Ti 记忆合金相变滞后较窄，管接头需存在职在液氮中，给实际应用带来不便[14].为此研制出Ni-Ti-Nb 三元形状记忆合金，其加工成的管接头天津理工大学学报第36卷第4期具有宽滞效应，可以在常温下储存与运输，降低了应用成本，安装时加热到逆相变温度以上即可完成形状恢复，工程应用方便，成为近年来研究的热点[15].Fe-Mn-Si 记忆合金管接头具有耐腐蚀性强，加工性能好等优点，特别是材料成本远远低于Ni-Ti 记忆合金，但是其合金的可回复应变较低，限制其工程应用[16].为了改善SMA 管接头回复率低的缺点，通过合金成分设计、热机械循环、适当预变形、时效处理等方式提高可回复应变[17].Druker A V [18]对Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni 进行3.5%的扩径和650益退火处理，形状回复率可达83%.黄维刚[19]对Fe-C-Mn-Si-Cr-Ni-Ti-Re 进行3.2%预变形处理，形状回复率可达到94%.程晓敏[20]对预变形量为2%的Fe-20Mn-5Si-5Cr-3Ni 进行3次热机械训练后，形状回复率可达98%，并且具有良好的耐碱液腐蚀性能.杨军[21]采用快速凝固法细化Fe-Mn-Si 合金晶粒，增加了马氏体形核点，与铸态合金相比，其形状回复率显著提高，最高可提升160%左右.铆钉连接仍是轻金属合金结构的主要连接形式，结构铆接在飞机装配中广泛应用.SMA 铆钉结构如图2所示，利用其形状回复的特点，可在铆接件结构紧凑、敞开性不好及操作空间不足的场合实现紧固连接，例如在密闭中空结构件中，普通铆钉连接难以实现，可采用SMA 铆钉解决紧固连接的难题[22].图1管接头的连接过程[1]Fig.1Connection process of pipe joint[1]图2SMA 铆钉连接过程[22]Fig.2Connection process of SMA rivet [22]除此之外，SMA 还被应用于飞机结构和引擎，如机身、机翼、起落架、发动机等结构.波音公司开发了一种带有SMA 执行器的锯齿装置，并安装在GE90-115B 喷气式发动机上，该装置有效的降低了飞机起飞期间的噪音，并增加了巡航效率[23].Sofla 等人[24]对飞机机翼变形技术进行了总结，采用SMA 驱动的弯曲结构形式，设了一种适用于小型飞机的变形机翼结构，能够通过改变机翼剖面，提高空气动力性能.Icardi 和Ferrero [25]利用有限元模拟证明，完全由SMA 装置驱动的小型无人机自适应机翼能够承受任何飞行条件下的空气动力压力，并且与传统结构相比，无重量增加或刚度损失.2形状记忆合金在汽车领域的应用在现代车辆中，由于对安全、轻便、高性能的需求，车辆中传感器和执行器的数量正在急剧增加.新型的线驱动技术为SMA 驱动器提供了广阔的应用前景，可逐渐替代车辆应用中的电磁驱动器.汽车中可应用SMA 的部位如表1所示[26-27].SMA 在汽车领域中的应用多数为传感器和执行器，其机械结构的简单性和紧凑性显著降低了汽车部件的规模、重量和成本，并且与传统的结构相比，SMA 结构具有巨大的性能优势.General Motors 公司自上世纪90年代就开始研究SMA 的应用，而Chevrolet Corvette 为汽车配备的执行器，可驱动后备箱的通风口，更容易关闭后备箱盖；同时正在研究的表1SMA 在汽车领域中的应用[26-27]Tab.1Application of SMA in automobile [26-27]车舱车身及外部散热器、风扇离合器、发动机、燃油系统、活塞环、增压器、充电器、电池、变速器控制、悬架、方向盘、刹车等车灯、雨刮器、遮阳板、锁定机构、侧视镜、发动机罩、防尘套、汽油盖、保险杠、后视镜、安全气囊、冲击结构等2··2020年8月应用领域包括：利用余热发电的发电机、用于控制进入发动机舱气流的主动百叶窗、用于减少高速运动下的空气阻力和方便打开车门的自适应把手等[28-32]. 3形状记忆合金在石油工程领域的应用自20世纪90年代，学者们开始探究SMA在石油行业的应用.封隔器是石油开采和注水驱油增能的井下分层工具，传统的封隔器依赖于橡胶作为密封件，耐高温、耐压及耐腐蚀性能力较差，采用SMA代替橡胶密封件的新型金属封隔器，是石油工程领域的重要应用之一.安少云等人[33]设计了一种Ni-Ti记忆合金的封隔器密封件，完成了结构设计并进行了性能试验，结果表明，与传统的橡胶密封件相比，Ni-Ti记忆合金密封件承压能力高，坐封力大，解封力小，密封效果良好.刘克勇等人[34]对封隔器所用的Ni-Ti记忆合金进行试验研究，得出获得最佳超弹性的时效工艺为450℃下时效处理，最佳超弹性相变窗口温度为40℃，应力应变循环次数对合金的超弹性有一定影响，机械循环次数超过20次后，其超弹性性能趋于稳定.胡玉志等人[35]利用Ni-Ti记忆合金设计了一种大通径金属封隔器，经试验测定，其耐温高于150℃，耐压超过35MPa，适用于深层油气分层开采.SMA被应用于油田抽油管堵漏和其他深孔管道堵漏中.内补口技术是以SMA为骨架，表面依次涂有防腐涂层和粘合剂.焊接连接管后，将压缩变形的骨架送至焊口内表面，受焊接余热或管外加热的影响，骨架膨胀恢复，并产生较大的膨胀力，将防腐层牢固地粘贴在钢管内壁上，该技术可与焊接施工同时进行，不会对常规的焊接工艺造成影响.中东的一些油田多采用Cu基记忆合金热胀套，特别是油温100℃、压力7MPa的酸性、腐蚀性油气田[36].国内内补口技术多研究Fe基记忆合金的相关应用[37].于洋等人[38]设计了一种新型钻井堵漏系统，该系统由电加热装置、SMA、分离螺栓、菱形弹簧网和水龙带等组成，利用分离螺栓将菱形弹簧网径向压缩到钻杆上，当钻杆下到漏失层时，启动电加热装置，使SMA变形将分离螺栓拉断，菱形弹簧网张开，将水龙带张紧到漏失井壁上，实现堵漏.4形状记忆合金在土木工程领域的应用SMA的抗疲劳性能好，容易与混凝土、钢等结构材料相结合，在结构的变形控制与振动控制方面具有广泛的应用.Watanabe等人[39]利用直径为1mm的Fe-27Mn-6Si-5Cr-0.05C记忆合金丝材对石膏棱柱体试件进行加固，在室温下对SMA丝进行拉伸预应变，应变量分别为1%、2%、3%，之后将其嵌入石膏基体中，对试样加热至250℃，在基体中产生了压应力；对试件进行弯曲试验和拉拔试验测试其力学性能，结果表明，SMA丝能提高石膏的断裂韧性，试件的抗弯强度随SMA丝的预应变水平的增高而提升. Sawaguchi等人[40]采用Fe-28Mn-6Si-5Cr-1NbC记忆合金加固小型砂浆棱柱，在高压釜中进行高温固化，结果表明，Fe基SMA能有效地在砂浆中产生预应力，与非加固试件相比，SMA加固试件的抗弯强度显著提高；同时，他们还提出可通过降低马氏体逆向转变温度来实现进一步的强化，避免对砂浆基体造成过大的热损伤.李双蓓等人[41]为探讨SMA对钢筋混凝土梁裂缝的修复效果，研究了SMA丝在不同直径、根数和初始应变各种参数组合下，对钢筋混凝土梁的变形控制及裂缝修复的影响规律，结果表明，增大SMA丝的直径、增加根数以及提高初始应变均能增强其对梁裂缝的修复效果，并且增大直径是一种更为有效的提高混凝土梁裂缝控制率的措施.庄鹏等人[42]建立了可用于常规有限元分析的大尺寸超弹性SMA螺旋弹簧恢复力模型，大尺寸SMA螺旋弹簧适用于具有自复位功能的工程结构振动控制器件；建立的SMA螺旋弹簧恢复力模型具有较好的适用性和可靠性.周博等人[43]基于SMA螺旋弹簧的宏观试验现象，推导建立了描述SMA螺旋弹簧的轴向变形和轴向外力之间关系的力学模型，可为相关结构设计提供理论基础.Sawaguchi等人[44]研究的Fe-28Mn-6Si-5Cr-0.5NbC SMA在0.1%以上的大应变振幅区具有显著的阻尼能力，且随着应变振幅的增加而增加，可作为良好的减震材料应用于土木工程结构中.Hedayati 等人[45]对开发的Fe-Ni-Co-Al-Ta-B SMA轴承进行了有限元模拟，结果表明，该合金具有较高的超弹性应变范围和较低的奥氏体转变结束温度.郑晓蒙等人[46]设计了一种单拉式SMA阻尼器，对框架结构的模型进行地震作用下的有限元分析，结果表明，SMA 阻尼器用于框架结构具有良好的减震效果.刘海卿等人[47]利用SMA的超弹性和阻尼特性设计了一种SMA阻尼器，建立了力学分析模型，采用结构动力学有限元分析方法，建立了应用SMA阻尼器的框架结构模型，对其进行地震时程分析，结果表明，SMA阻牛豪杰，等：形状记忆合金的应用现状综述3··天津理工大学学报第36卷第4期尼器能有效减小主-子结构的位移、加速度响应，提高了结构的安全性和舒适性，具有很好的减震效果.5形状记忆合金在生物医学领域中的应用SMA在生物医疗应用中表现出优异的性能，如高耐腐蚀性，生物相容性，非磁性，可以复制人体组织和骨骼的独特能力，以及可以在人体温度下做出反应和改变等.在复杂医疗和外科手术中，常需要精确可靠的微型仪器来实现精准定位，为SMA的进一步应用提供了巨大的优势及机会.SMA在生物医学领域的应用如表2所示[48-51].SMA的超弹性特性与人体骨骼和肌腱的应力应变特性相适应，使其成为一种良好的材料，用以解决支架手术中遇到的难题.SMA的超弹性滞回特性可以在正常生理活动中提供径向阻力，并在恢复过程中对血管施加较小的外力，是支架应用的理想选择.自从1983年第一个SMA支架制作成功，迄今已有显著的发展，全球近一半的支架产品是由SMA制造，并将其应用扩展到人体的其他部位[52]. Kim等人[53]提出了一种由Ni-Ti记忆合金螺旋弹簧制成的微型肌肉纤维，可实现自身的变形和运动.Shiraishi等人[54]开发了一种人工心肌，由纳米共价型SMA纤维和并联式心肌辅助装置组成，研究得出，这种系统可能应用于劳累性心脏病患者，以及在紧急情况下进行心脏按压.Pfeifer等人[55]开发了一种由Ni-Ti记忆合金制成的固定板，通过非接触式热感应改变其刚度，可以帮助骨骼更快愈合.6新型形状记忆合金的研究应用由于普通的SMA存在着一定的局限性，如制造成本高、较低的相变温度及有限的工作温度等，各种新型的SMA材料应运而生，如高温SMA、磁性SMA 以及SMA薄膜等.Alexandrakis等人[56]采用共溅射法制备了Ni-Mn-Ga-（Fe-Co-Cu）薄膜形式的高温铁磁SMA，并采用高通量筛选技术对其进行了表征，结果表明，马氏体相变温度和马氏体晶格四方比对掺杂成分的弱依赖性及其不规则变化归因于合金元素Fe、Co、Cu的竞争影响.Badhirappan[57]采用单靶共溅射的方法制备了Ni-Ti SMA薄膜，并在400~700℃真空下退火，研究了热处理温度对Ni-Ti SMA薄膜特性的影响，为Ni-Ti SMA薄膜在微驱动器中的应用提供了理论依据.Meng等人[58]研究了Ti-Nb SMA 薄膜在不同热处理条件下的组织和形状记忆行为，研究发现，β相基体中的ω相抑制了薄膜的马氏体相变，沉淀态和大部分退火态薄膜由β和双相组成，退火后的SMA薄膜在马氏体逆转变温度以上变形时表现出良好的超弹性，当预应变为4%时，可获得3.5%的可恢复应变，可应用于生物医学领域的新型微驱动器.7结论随着对SMA研究的不断深入，其应用范围也日益广泛.尽管SMA的相关工艺和制造技术取得了长足的进步，但是受限于SMA特定的工作温度以及较高的成本，整体应用率依然较低.对于SMA的研究，需继续开发新型的SMA材料或改善工艺以提高SMA的性能，将SMA的功能特性与其他结构材料的特性相结合，以及开发新的应用市场，SMA的未来充满了潜力.参考文献：[1]Jani J M,Leary M,Subic A,et al.A review of shape memoryalloy research,applications and opportunities[J].Materialsand Design,2014,56:1078-1113.[2]Bil C,Massey K,Abdullah E J.Wing morphing control withshape memory alloy actuators[J].Journal of Intelligent Ma⁃terial Systems and Structures,2013,24:879-898. 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形状记忆合金性能及其应用摘要：形状记忆合金具有形状记忆效应、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。
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。
关键字：形状记忆合金形状记忆合金效应分类应用1形状记忆合金简介1.1 形状记忆材料是指具有形状记忆效应(shape memory effect，简称SME)的材料。
形状记忆效应是指将材料在一定条件下进行一定限度以内的变形后，再对材料施加适当的外界条件，材料的变形随之消失而回复到变形前的形状的现象。
通常称有SME的金属材料为形状记忆合金(shape memory alloys，简称SMA)。
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) 。
1.2 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。
1.3 形状记忆合金的历史只有70多年，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"，其实用价值相当广泛，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形状记忆合金效应分类2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
3形状记忆合金材料的应用3.1形状记忆合金在智能系统方面的应用3.1.1SMA在结构振动控制方面的应用研究结构振动控制手段可分为被动控制、主动控制和智能控制。
被动控制是利用形状记忆合金材料的超弹性效应和高阻尼特性将其制做为耗能阻尼器。
形状记忆合金特有的超弹性变形特性使其变形能力比普通金属材料约大30倍，比阻尼（材料振幅衰减比的平方）可达40%，在小震情况下，形状记忆合金的弹性特性与普通金属相似，在大震时形状记忆合金表现出超弹性大变形能力，有效地消耗地震能量，并可利用其记忆效应使变形恢复。
3.1.2 SMA在精确定位控制方面的应用阎绍泽，徐峰等提出将SMA传感器与光导纤维制成一体，当温度出现异常时，SMA 变形使光导纤维的光导系统出现光能损失，终端得到的散光光强和时间曲线就会出现明显变化, 判断异常温度的位置和时间，这种传感系统可用作工厂、大楼的火灾报警装置。
3．1.3 SMA在故障自监测、自诊断、自修复和自增强方面的应用将产生一定预变形的SMA埋入结构中，通过触发SMA所产生的回复力可降低结构的应力水平，改善其应力分布，提高结构的承载能力，同时也可以防止损伤的发生或损伤的扩展。
在承受弯矩或扭矩的构件中加入SMA丝，通过对SMA丝的加热与冷却可做成强度自应结构。
在孔板的孔周围埋入SMA丝对其诱发应变，可在孔边产生压应力，能降低孔边的应力集中因子并改善应力分布。
在一些大型建筑结构中加入SMA构成智能复合材料系统,通过用复合材料制成的形状记忆合金电缆的加热收缩来防止裂纹的扩展。
3.2形状记忆合金在工程中的应用3.2.1 机械手形状记忆元件具有感温和驱动的双重功能,因此可以用形状记忆元件制作机器人、机械手,通过温度变化使其动作。
3.2.2 紧固件形状记忆合金首先用来制作单程元件,最先得到应用的是管接头。
1975年, Harrison 等就将具有单程形状记忆效应的TiNiFe合金做成管接头,成功地应用于工业生产。
据报道,在美国的F214喷气式战斗机的油压管上使用了30多万个形状记忆合金管接头,没有出现过一例漏油事件,可靠性很高。
此外,在核潜艇、大口径海底输油管上也都得到应用。
在需要拆卸维修的地方,使用具有双程形状记忆效应的合金。
拆卸时,只需把管接头冷却到低温即可。
在材料的应用上,由于TiNi合金成本高、相变温度低、操作不方便,限制了其应用范围。
而铁基合金的相变点高、相变温度滞后大、价格低廉,最适合制作一次动作的管接头,近年来受到国内外研究者的特别关注。
近年来,我国开发成功的管接头已在石油、化工、市政建设等领域获得应用, Fe2Mn2Si系合金的应用最为广泛,目前它主要用于管道的连接。
这种记忆合金连接克服了在进行传统焊接和法兰连接时由焊接应力引起的应力腐蚀和由异种金属接触引起的接触腐蚀,而且具有占用的空间小、施工操作简单、速度快和可承受的压力高等优点。
3．2.3 环保发动机在全球性地倡导节约能源和防止环境污染的今天,利用形状记忆合金的特性,制作热驱动引擎,既可利用工业废排温水、温泉、地热等低能热转换成机械能,又毫无公害。
3.2.4 电子器件中的应用在电子行业,利用形状记忆元件具有感温和驱动的双重功能,可制作各种结构简单的电子器件,如各种温度自动调节器、火灾报警器、空调用风向自动调节器、能自动切断淋浴喷头过热水流的装置、过电流保护器等。
3.3 医学方面的应用作为一种新型智能材料,形状记忆合金在医学领域的应用也十分广泛。
如牙科中只和生物体表面接触的牙齿矫形正畸丝,整形外科中长时间与生物体组织接触的用以矫正变形骨骼用的矫正棒、移植到生物体内部的人造关节、骨髓针等部件,和生物体组织不直接接触的医疗器具的零部件等。
形状记忆合金主要应用于生物体内,不仅要有机械性能上的可靠性,还必须有化学、生物学、生化学的可靠性。
形状记忆合金移植到生物体内后,是否会造成生物体组织的恶化,是否有不利的元素被分解、溶出,是否会产生腐蚀,是否和生物体相容,是否有毒性,是否会引发癌症,是否有抗血栓性和抗原性等,目前正在探索之中。
3.4 SMA在航天航空及军事方面的应用关于SMA应用最典型的例子是航天飞机的伞型天线,为方便发射,把母相状态TiNi记忆合金制成的天线压扁,附在船体上,飞船升空后受阳光的辐射而升温,于是天线便记忆起原来的形状,重新支起；在火炮上的应用，能最大限度地提高炮管内膛的耐烧蚀能力，增大炮管的使用寿命；在枪弹上的应用，可增大枪弹的杀伤力。
还有在战斗机、潜艇火箭、航天航空等方面的应用；在微型飞行器的应用，如在翼面中埋入智能驱动元件，根据飞行器的飞行状况及飞行控制的需要，通过驱动元件激励使得翼面发生扭转或弯曲等来改变翼面的形状，以获得自适应气动稳定性, 从而获得最佳的气动特性。
此外，利用SMA的阻尼特性，在军事上用作吸震波的装甲材料、防弹材料等。
3.5 SMA在建筑工程上的应用由于SMA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SMA在土木工程中的应用进行了理论和实验研究。
特别是对于民用设施的保护方面，如建筑、桥梁的抗震减害等。
彭文屹,曾少鹏,张少青,等提出将SMA制成丝状或薄膜状粘贴于混凝土结构中易开裂的部位,一旦裂纹产生,该处的SMA的应变将增大,使其内部阻值变化,通过阻值的变化可以确定裂纹的宽度,由SMA的埋置位置,可以确定出现裂纹的构件,从而实现对裂纹的自诊断、自监测。
王社良、马怀忠、沈亚等提出将SMA材料预加载至弹性极限附近,然后随同其他建筑材料一起植入地基内.这样,当地震发生时,SMA就可以吸收和耗散大量的地震能量,减小或抑制建筑物的地震响应。
有些应用领域，要求形状记忆元件在多次循环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器、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。
4 前景展望在形状记忆合金的实用化进程中,急需积累并分析关于材料特性、功能可靠性、生物相容性和细胞毒性等方面的基础数据资料。
可以预言,随着对SMA 研究的进一步深化,传统的机电一体化系统完全有可能发展成为材料电子一体化系统。
5.结语形状记忆合金的开发研究已有50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。
记忆合金目前已发展到几十种，在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着用途，而且发展趋势十分可观。
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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