形状记忆合金研究现状及应用
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及应用
形状记忆合金的研究现状及应用作者：谢海峰裴松郑旋来源：《群文天地》2011年第12期形状记忆合金(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 MemoryEffect ,SME) 。
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。
一、形状记忆合金的发展历史与现状在金属中发现形状记忆效应最早可追溯到20世纪30 年代。
1938 年,美国的Greningerh 和Moora2dian 在Cu2Zn 合金中发现了马氏体的热弹性转变。
随后,前苏联的Kurdiumov 对这种现象进行了研究。
1951年,Chang和Read在Au24715at %Cd 合金中用光学显微镜观察到马氏体界面随温度的变化而发生迁动。
这是最早观察到金属形状记忆效应的报道。
数年后,Burkhart 在In2Ti 合金中观察到同样的现象。
二、形状记忆合金研究目前已投入实用的形状记忆合金主要有镍一钛系、铜系和铁系或不锈钢系三大类。
1.镍一钛系形状记忆合金。
镍一钛系合金是形状记忆合金材料中性能最优越而且用途最广的一种。
镍一钛系合金的延展性、形状记忆强度、应变、耐蚀性、电阻及稳定性均较好, 但其成本较高。
这类合金的形状记忆行为有单向和双向两种, 其呈现记忆行为的温度范围可借助合金的改良而加大或缩小。
2.铜系形状记忆合金。
铜系形状记忆合金比镍一钛记忆合金更便宜且容易加工成型, 因此颇具发展潜力。
但铜系形状记忆合金的强度不如镍一钛记忆合金, 反复受热的形状记忆能力也衰减较快。
三、形状记忆合金应用1.医疗应用。
自1978年以来, 我国对TiNi形状记忆合金及其制品进行了广泛的耐蚀性实验、生物毒性试验, 结果表明TiNi合金具有良好的生物相容性, 而且在各种生理溶液或介质中具有良好的耐腐蚀性, 用其制成的各种制品植入人体后, 未发现有排异性反应或出现炎症。
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]。
形状记忆合金的应用现状与发展趋势
形状记忆合金的应用现状与发展趋势摘要：综述了形状记忆合金的发展概况，简要介绍了形状记忆合金在不同领域的应用现状，分析了当前形状记忆合金研究中存在的问题，指出了今后的发展前景与研究方向。
关键词：形状记忆合金、形状记忆合金效应、应用一、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) 。
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与现状在金属中发现现状记忆效应最早追溯到20世纪30年代。
1938年。
当时美国的 Greningerh和Mooradian在Cu-Zn合金小发现了马氏体的热弹件转变。
随后，前苏联的Kurdiumov对这种行为进行了研究。
1951年美国的Chang相Read 在Au47·5Cd(％原子)合金中用光学显微镜观察到马氏体界面随温度的变化发生迁动。
这是最早观察到金属形状记忆效应的报道。
数年后，Burkhart 在In-Ti 合金中观察到同样的现象。
然而在当时，这些现象的发现只被看作是个别材料的特殊现象而未能引起人们足够的兴趣和重视。
直至1963年，美国海军武器实验室的Buehler等人发现了Ni-Ti合金中的的形状记忆效应，才开创了“形状记忆”的实用阶断[1]。
1969年，Rsychem公司首次将Ni-Ti合金制成管接头应用于美国F14 战斗机上；1970年，美国将Ti-Ni记忆合金丝制成宇宙飞船用天线。
这些应用大大激励了国际上对形状记忆合金的研究与开发。
20世纪7 年代，相继开发出了Ni-Ti 基、Cu-Al2-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，由于其成本低廉、加工简便而引起材料工作者的极大兴趣。
高熵形状记忆合金相变研究现状
高熵形状记忆合金相变研究现状高熵形状记忆合金（High Entropy Shape Memory Alloy，HESMA）是一种基于形状记忆合金（Shape Memory Alloy，SMA）技术的新型材料。
它们可以在外界刺激下发生可逆形变，并在消除刺激后回到最初的形状。
与传统SMA相比，HESMA具有更高的熵，因此可以在更广泛的温度和压力范围内实现相变。
目前，HESMA的研究正在不断深入，其应用在医学、航空航天、自动化等领域吸引了广泛的关注。
HESMA的研究始于21世纪初。
最初，研究人员在不同比例下将几种金属元素合成了一种新型SMA，并研究了其相变温度、热力学性质等重要特性。
在此基础上，研究人员进一步探索了该材料的微观结构和晶体结构，并发现了其高熵特性。
最近几年，研究重点逐渐转向了HESMA的应用。
例如，该材料的高熵特性使其在航空航天领域中有着广泛的应用前景。
比如，HESMA可用于调节卫星姿态和变幻机翼形状等，对提高航空航天器的性能有很大的作用。
此外，HESMA的形状记忆特性还可用于医学，在植入心脏起搏器、人造关节等医疗器械的制造中应用。
但是，HESMA的研究仍然面临着一些挑战。
首先，随着合金中添加的元素数量增加，其复杂性也相应地提高，制备难度大、工艺复杂。
其次，由于其高熵效应，HESMA在其固有结构和组成之间的选择性和韧性方面存在困难，需要更详细和深入的研究。
综上所述，HESMA的研究尚处于起步阶段，但已经具有广泛的研究和应用前景。
未来，研究人员需要进一步深入HESMA的基本性质、微观结构和稳定性，并在其应用上作出更加深入的探讨，推动该材料在航空航天、医学等领域的产业化。
2024年形状记忆合金市场环境分析
2024年形状记忆合金市场环境分析引言形状记忆合金是一种能够在经历力学变形后回复其初始形状的材料。
它具有独特的机械性能和形状记忆效应，因而受到广泛应用，尤其在医疗、航空航天和汽车工业中。
本文将对形状记忆合金市场环境进行分析，以了解其当前的市场态势和未来的发展趋势。
市场规模分析根据市场研究机构的数据，形状记忆合金市场在过去几年里取得了快速增长。
预计到2025年，全球形状记忆合金市场规模将达到XX亿美元。
这主要受益于对高性能材料的需求增长，以及形状记忆合金在各个领域中的广泛应用。
市场驱动因素分析形状记忆合金市场的增长主要受到以下几个因素的驱动：1.医疗行业需求增加：形状记忆合金在医疗领域的应用越来越广泛，如心脏导管和血管支架等。
随着人们健康意识的提高和老龄化人口的增加，对医疗设备和手术器械的需求也在增加。
2.航空航天领域需求增长：形状记忆合金在航空航天领域中的应用也越来越多，如飞机构件和发动机零部件等。
随着全球航空业的发展和民航飞机需求的增加，形状记忆合金市场将迎来更大的机会。
3.汽车工业应用扩大：形状记忆合金在汽车工业中的应用也在不断扩大，如车身结构和缓冲装置等。
随着电动汽车和智能汽车的普及，对高性能材料的需求将会增加，这将进一步推动形状记忆合金市场的增长。
市场竞争格局分析形状记忆合金市场竞争激烈，主要的参与者包括国内外的制造商和供应商。
目前，全球形状记忆合金市场的竞争格局呈现以下特点：1.制造商不断推出创新产品：为了在市场上保持竞争力，形状记忆合金制造商不断推出创新产品。
他们积极投入研发，并与研究机构和客户合作，通过技术创新来提高产品性能。
2.供应链整合加速：为了降低生产成本并提供更高质量的产品，形状记忆合金制造商加速了供应链整合。
他们与原材料供应商和加工厂商建立战略合作伙伴关系，以提高生产效率和产品质量。
3.市场准入壁垒较高：形状记忆合金的生产过程相对复杂，需要高度专业的技术和设备。
因此，市场准入壁垒较高，新进入者往往面临着技术和资金的挑战。
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。
形状记忆合金的应用现状与发展趋势
形状记忆合金的应用现状与发展趋势
形状记忆合金是一种具有特殊形状记忆性能的功能性材料，具有高温
不变形、形状恢复性好、抗腐蚀性强等特点，因此在各种领域得到广
泛应用。
以下是形状记忆合金的应用现状与发展趋势：
一、医疗领域
形状记忆合金在医疗领域中的应用十分广泛，如在牙科种植、心脏支架、血管成形等方面都有所应用。
其中，心脏支架是目前形状记忆合
金在医疗领域应用最为成功的项目之一。
此外，形状记忆合金在骨科、口腔领域中也有一定的应用前景。
二、航空航天领域
形状记忆合金在航空航天领域中的应用主要体现在机械系统的控制、
传输和制造等方面。
其成为精密控制元件的一个重要应用领域，如发
动机控制、平衡状态控制以及控制气动力等都在其中。
三、电子电器领域
随着电子电器产品的不断推陈出新，形状记忆合金也应用于相关领域，如在小型电机、压电石英晶体谐振器及电导电缆等领域得到了广泛的
应用。
四、建筑及土木工程领域
形状记忆合金在建筑和土木领域的应用主要涉及到桥梁、隧道的检测和设备监测等方面。
通过利用形状记忆合金的变形特性，可以对各种设施进行实时监测，更好地维护安全。
五、冶金领域
冶金领域中，形状记忆合金主要应用于展开机构、铁路工程中用于绞车、卸料钳、铁路巨载等机器装备的零部件等领域，通过提高装备的智能化，提升装备的自适应性以及降低设备成本等。
总之，形状记忆合金因其独特的材料特性，可以应用于多个领域，具有无限的发展前景。
磁控形状记忆合金的研究现状及其应用进展
磁控形状记忆合金的研究现状及其应用进展近年来，随着材料科学和工程技术的快速发展，磁控形状记忆合金作为一种新兴材料备受关注。
其在医疗、航天、汽车等领域具有广阔的应用前景。
本文将以磁控形状记忆合金为主题，对其研究现状及应用前景进行全面深入的探讨。
1. 磁控形状记忆合金概述磁控形状记忆合金是一种集合形状记忆效应和磁性效应于一体的智能材料。
它能够在外加磁场的作用下发生形状变化，并在去除磁场后恢复原始形状，具有重复使用的特点。
这种材料具有快速响应、低能耗、高效率的优点，因而受到了广泛关注。
2. 磁控形状记忆合金的研究现状目前，国际上关于磁控形状记忆合金的研究主要集中在以下几个方面：- 磁控形状记忆合金的微观结构和力学性能研究：通过透射电子显微镜、原子力显微镜等先进技术，对磁控形状记忆合金的微观组织和形变机制进行深入研究，揭示其力学性能的内在规律。
- 磁控形状记忆合金的磁控效应研究：通过改变外加磁场的强度和方向，探索磁控形状记忆合金在不同磁场下的形状变化规律，并优化其磁控效应。
- 磁控形状记忆合金的稳定性和循环使用性能研究：在实际应用中，磁控形状记忆合金需要具有较高的稳定性和循环使用性能。
研究人员也致力于提高磁控形状记忆合金的稳定性和循环寿命。
3. 磁控形状记忆合金的应用进展磁控形状记忆合金在各个领域都有着广泛的应用前景：- 医疗领域：磁控形状记忆合金在医疗器械领域有着广泛的应用，如支架、植入物等。
其能够通过外加磁场实现形状变化，适应患者不同部位的形态，具有较高的医疗价值。
- 航天领域：磁控形状记忆合金可以用于太空飞行器的折叠展开结构、自修复结构等，提高太空飞行器的使用寿命和安全性。
- 汽车领域：磁控形状记忆合金可用于汽车发动机的温度控制装置、变形结构等，提高汽车的燃油效率和安全性。
4. 个人观点和总结磁控形状记忆合金作为一种新兴材料，具有着广阔的应用前景和发展空间。
然而，在其研究和应用中仍然存在一些挑战，如稳定性、循环使用性能等方面还需要不断加强研究。
2024年形状记忆合金市场前景分析
2024年形状记忆合金市场前景分析引言形状记忆合金市场是近年来备受关注的一个领域。
形状记忆合金具有记忆形状和超弹性的特点，可以根据温度的变化自动调整其形状，因此在多个行业有着广泛的应用前景。
本文将就形状记忆合金市场的发展趋势、应用领域以及未来市场前景进行分析。
形状记忆合金市场发展趋势形状记忆合金市场目前呈现出快速增长的趋势，主要原因如下：1. 技术进步推动市场增长随着科学技术的不断进步和应用领域的拓展，形状记忆合金的生产工艺得以改善，制造成本大幅降低，产品质量得到提高。
这些技术进步推动了形状记忆合金市场的增长。
2. 应用领域不断扩大形状记忆合金在医疗、航空航天、汽车等领域有着广泛的应用。
在医疗领域，形状记忆合金被用于支架、植入器械等医疗器械中，提供更好的治疗效果。
在航空航天领域，形状记忆合金用于制造轻量化、高强度的零部件，提高飞行器的性能。
在汽车领域，形状记忆合金被应用于传感器、缓冲装置等部件中，提高车辆的安全性和舒适性。
随着形状记忆合金在更多领域的应用，市场需求将进一步增加。
形状记忆合金市场应用领域形状记忆合金市场的应用领域多样，以下为主要应用领域的简要介绍：1. 医疗领域形状记忆合金在医疗领域有着广泛的应用。
它可以用于制造支架、植入器械、矫正器等医疗器械，提供更好的治疗效果。
形状记忆合金具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，适用于体内应用。
2. 航空航天领域形状记忆合金在航空航天领域有着重要的应用。
它可以用于制造飞机、卫星等航空航天器材的零部件，如发动机叶片、铰链等。
形状记忆合金具有轻量化和高强度的特点，可以提高飞行器的性能。
3. 汽车领域形状记忆合金在汽车领域的应用也逐渐增多。
它可以用于制造传感器、缓冲装置、阀门等部件，提高车辆的安全性和舒适性。
形状记忆合金的高弹性和低温驱动特性使其在汽车领域有着广阔的前景。
形状记忆合金市场前景形状记忆合金市场前景广阔，主要表现在以下几个方面：1. 市场规模持续扩大形状记忆合金市场的规模将持续扩大。
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。
形状记忆合金材料的研究现状及未来前景
形状记忆合金材料的研究现状及未来前景近年来，形状记忆合金（Shape Memory Alloys，SMA）由于其独特的形状记忆效应和超弹性性能被广泛关注，并在智能材料、航空航天、生物医学等领域得到广泛应用。
本文将对形状记忆合金材料的研究现状及未来前景进行探讨。
一、形状记忆合金的定义和性质形状记忆合金是一种可以通过温度、应力等外界作用，实现形状记忆效应和超弹性性能的合金材料。
其最为独特的性质是具有记忆功能，即在特定的外力作用下，可以发生永久形状的改变，然而一旦去掉外力作用，它又能回到原有的形状。
这种记忆效应的发生和消失又称为相变。
此外，形状记忆合金还具有超弹性性能，即在外力作用下能够发生大变形，但当去掉外力后又能恢复到原来的形状，这种性质使它成为一种优良的智能材料。
二、形状记忆合金的研究现状自上世纪50年代以来，随着形状记忆合金的不断发展，人们对其进行了大量的研究。
目前国内外研究的重点主要集中在以下几个方面：1、形状记忆合金的制备与加工形状记忆合金是一种多功能复合材料，由于其自身的记忆和高弹性性能，以及其化学稳定性和防腐能力等，使其成为制造各种机械和电器设备的理想材料。
因此，制备和加工成为了重要的研究方向。
现阶段，形状记忆合金的制备方法主要包括粉末冶金、熔融法、溶液分解-沉淀法等。
其中，粉末冶金是最成熟的制备方法，在制备形状记忆合金时，一般采用惯性摩擦焊、冷轧板等加工成型方式。
2、形状记忆合金的相变机理形状记忆合金的相变机理是产生记忆效应的关键因素。
现阶段，研究相变机理主要有两个方向：一是基于电子和晶体缺陷的相变机理，主要是探讨相变过程中电子和晶体缺陷的变化情况，包括离子扩散、漂移等；另一种是基于热力学的相变机理，主要是以热力学概念来研究SMA的相变。
3、形状记忆合金的应用形状记忆合金的应用有非常广泛的领域，包括生物医学、航空航天、汽车制造、机械制造、建筑工程等领域。
其中，最具代表性的应用就是在生物医学领域，如心脏支架、口腔矫治器，还有智能材料领域，如智能织物、智能机器人等。
2023年形状记忆合金行业市场调研报告
2023年形状记忆合金行业市场调研报告市场调研报告：形状记忆合金行业一、行业背景形状记忆合金是一种新型的智能材料，它具有记忆功能，即在经过特定的热处理后，可以使其形状发生变化，当恢复至原来的形状时，不需要外力作用。
形状记忆合金被广泛应用于医疗、航空航天、汽车、机器人、电子等领域，具有很大的发展潜力。
二、行业发展情况1.市场规模据统计，2017年全球形状记忆合金市场规模约为16.5亿美元，2021年有望达到25亿美元，复合年增长率为9.9%。
而中国的形状记忆合金市场也呈逐年增长的趋势。
2.行业应用（1）医疗领域：形状记忆合金被广泛应用于心血管介入治疗、牙科修复、骨科治疗等领域，具有疗效显著、操作简单、恢复时间短等优点。
（2）航空航天领域：形状记忆合金应用于飞机、导弹、卫星等领域，用于控制舵面、支撑结构、阀门等。
（3）汽车领域：形状记忆合金应用于制动器弹簧、缸盖垫片、排放系统等部件，可以提高汽车性能和效率，降低能耗和废气排放。
（4）机器人领域：形状记忆合金应用于机器人的关节、夹具、远程操作等部分，可以实现更复杂的操作和更高的精度。
（5）电子领域：形状记忆合金应用于微电机、微传感器、微泵等部件，可以提高设备的可靠性和性能。
三、市场竞争状况目前，全球形状记忆合金市场上主要的企业有美国TiNi、日本TOKYO SPECIAL ALLOY、德国ATI等，它们都拥有先进的技术和成熟的市场渠道。
在中国，形状记忆合金市场上则有THREE-C、江苏天宜材料科技股份有限公司、烟台亚太智能材料有限公司等企业参与市场竞争。
其中，THREE-C公司已经成为中国形状记忆合金行业的龙头企业之一，拥有多项核心技术和专利，并且在医疗领域有着广泛的应用。
四、市场发展趋势1.技术不断创新随着科技的不断发展，形状记忆合金的应用范围将越来越广泛，市场需求也会越来越大。
同时，不断创新的技术也将带来更高性能和更低成本的形状记忆合金产品。
2.产业集群形成形状记忆合金产业正在逐渐形成对应用需求响应的集群。
2023年形状记忆合金行业市场发展现状
2023年形状记忆合金行业市场发展现状
随着科技的不断发展和应用，形状记忆合金行业市场在过去几年中得到了快速发展。
这种新材料拥有许多特殊的性质，如高的韧性、耐腐蚀性、高温稳定性，以及能够记住并保持其原始形状，可以广泛应用于电子、航空、汽车、医疗和其他领域。
目前，形状记忆合金的产量和销售额都在不断增加，该市场的发展前景非常广阔。
以下是形状记忆合金行业市场发展现状的详细信息。
一、生产技术和成本
形状记忆合金的生产技术要求非常高，主要采用以上金属的合金化和形状记忆塑性加工等方法。
其生产成本较高，但是由于该材料所具备的特殊性能，它的应用广泛，可以对其他行业产生巨大的经济效益。
二、市场规模和应用
形状记忆合金市场规模越来越大，随着各种新技术的不断出现，应用价值也在不断增加。
该材料在航空航天、电器、机械、汽车、医疗设备等领域得到了广泛应用。
特别是在医疗领域，形状记忆合金的泌尿系统支架、血管扩张器、复合支撑杆等医疗器械成为新的研究热点。
三、市场走势和前景
随着形状记忆合金的广泛使用，这个行业的市场走势也非常乐观。
形状记忆合金领域的企业在发展中倾向于专业化和单品种、细分化的发展模式。
同时，多项科研成果应用推广不断取得重大突破，如超级弹性形状记忆合金、高等温形状记忆合金、磁场诱导形状记忆等，使得这个行业的发展前景非常广阔。
总结来说，形状记忆合金行业市场的发展取得快速的进展，占据了越来越多的市场份额。
随着技术的进步和产业链的成熟，该行业的应用场景将会更加广泛，同时价格也会逐步降低，未来前景十分看好。
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。
形状记忆合金的应用现状与发展趋势
总的来说，形状记忆合金的独特性质和广泛的应用前景使得它们成为未来科 技发展的重要方向之一。随着新的科研成果和技术进步的出现，我们可以期待在 未来看到更多的创新和应用。
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一、形状记忆合金的基本特性
形状记忆合金的主要成分是钛、锆或镍，它们在微观结构上具有两个不同的 晶体结构，称为母相和马氏体。在较低的温度下，材料处于母相，此时对其进行 塑性变形，然后在较高的温度下进行加热，使其发生马氏体转变，此时材料恢复 到其原始形状。
二、形状记忆合金的应用
1、医疗领域：在医疗领域，形状记忆合金被广泛应用于矫形外科和口腔科。 例如，利用其形状记忆特性，可以制造出用于治疗骨折的固定器和用于牙齿矫正 的弓丝。此外，形状记忆合金还被用于药物载体和生物医学传感器。
二、形状记忆合金的应用优势
1、高温、高压下的稳定性
形状记忆合金具有优异的高温、高压下的稳定性，能够在极端环境下保持稳 定的性能。这一特点使得形状记忆合金在高温、高压环境下具有广泛的应用前景， 如在航空航天、石油化工等领域。
2、机械性能
形状记忆合金具有优异的机械性能，如高强度、高硬度、良好的耐磨性和抗 疲劳性等。这些特点使得形状记忆合金在承受大的力学作用时仍能保持优异的性 能，为各种领域的应用提供了强有力的保障。
随着人工智能和物联网技术的不断发展，智能化应用将逐渐普及。形状记忆 合金作为一种具有智能响应特性的材料，将在智能化应用中发挥重要作用。研究 人员将致力于研究如何将形状记忆合金与传感器、执行器等相结合，实现智能化 控制和应用。
4、多领域交叉合作
随着形状记忆合金在各个领域的广泛应用，多领域交叉合作将成为未来发展 的重要趋势。研究人员将来自不同领域的研究人员和工程师进行合作交流，共同 推动形状记忆合金在不同领域的应用研究和发展。
TiNi系形状记忆合金的记忆原理及其应用现状
TiNi系形状记忆合金的记忆原理及其应用现状TiNi合金是一种拥有良好形状记忆效应的记忆合金，它在低温相下发生适当的变形后，加热到某一温度（逆相变点）之上，发生逆相变的同时能够回复到变形前的形状。
对TiNi合金的形状记忆原理、特性及其在各个领域的应用进行了较为系统的描述。
标签：TiNi合金；形状记忆效应；记忆合金1 引言形状记忆合金（Shape Memory Alloy，SMA）作为一种新型的功能材料，近些年受到人们广泛的关注。
形状记忆合金主要有TiNi基，Cu基，Fe基和铁磁SMA等，它们发生形状记忆效应的机制不尽相同。
其中热弹性马氏体相变机制的TiNi基形状记忆合金因具有优良的形状记忆特性、超弹性和循环寿命等优点，是目前研究最深入、商业应用最广泛的SMA。
TiNi合金是迄今为止发现的形状记忆合金中记忆特性最好的一种，具有独特的超弹性、形状记忆性能、高强度、低模量和耐腐蚀性能。
与铜基记忆合金相比，TiNi合金晶粒较小，抗疲劳性能更高，记忆性能更加稳定。
对TiNi系记忆合金的研究可以追溯到1963年，美国海军武器实验室的Buehler等人发现等原子比的Ti-Ni合金具有非常良好的形状记忆功能。
随后，1969年，Raychem公司第一次将Ti-Ni系记忆合金制作成管接头，应用在美国F14战斗机上，这一应用，掀起了国际上对记忆合金研究与开发的热潮。
近些年来，对TiNi系记忆合金及其应用的研究已经取得了非常大的突破。
本文综合评述了TiNi系记忆合金的记忆原理、优点、应用现状以及其未来发展前景。
2 TiNi形状记忆合金的记忆原理形状记忆合金（shape memory alloy）简称SMA，它处于正相变温度（正相变点）以下时，受适当力产生变形之后，当加热到临界温度（逆相变点）之上，发生逆相变的同时恢复其原始形状，这种现象称之为形状记忆效应，它是某些呈现马氏体相变的合金所具有的一种奇特的性能。
TiNi系记忆合金可以感知到温度的变化，并且它能随着温度的变化发生相变，将热能转化成机械能，输出外力、位移、储存并且释放能量。
形状记忆合金及其应用调研报告
形状记忆合金及其应用调研报告作为金属材料工程的学生，对材料的学习应该有更深入的了解，而不是拘泥于课本的一点基础理论。
材料学是一门学问很深的学科，材料的伟大之处远远不止于当下的一些理论知识，基础很重要，对外扩展也很重要，在材料科学基础这门课的理论指导下，我向外延申了解形状记忆合金与其应用等方面的知识，通过查找文献来补充与拓展，迈出我在材料学上的一小步。
一、形状记忆合金的机理形状记忆合金，简称：SMA。
根据上网查询资料可得知其名词解释为：是一种具有形状记忆效应的，并且能够感知温度和位移的，能将热能转化为机械能的新型功能材料。
具上网查询资料得知，在1951年得到美国人Lead，首先在Au—Cd、In—Ti合金中发现形状记忆效应(SME)，并且曾利用Au—47．5Cd合金的记忆效应制作升降机模型，但由于当时的合金元素市场价高并且有毒性，于是就没有做相关实验的尝试便在这世上销声匿迹了。
后来1963年在美国海军研究所，许多科学家发现Ni-Ti合金也有形状记忆效应，并且重新设计了实验，受到了世界各地相关学者的关注。
到了1969年美国的一家公司生产Ti-Ni-Fe记忆合金的金管接头，用于当时的一架战斗机上的液压管路系统的连接，这表示SMA在世界上第一次成功应用。
到了70年代正式扩大实际应用生产生活上。
短短十几年SMA的研究开始在全球开始普及，后来不到几年的时间里SMA快速发展了起来，开始作为商品进入人们的生活当中，在人们的生活当中开始普及了起来，下面我将主要开始介绍SMA的形状记忆机理。
形状记忆合金在高温加热处理后迅速冷却降温可以得到马氏体为主的不平衡组织，因为马氏体的一些特性，比如相对性差且相界面容易移动，导致以马氏体的这种结构组织较容易使移动路径调转方向往回走，发生晶格的有序逆转，也使其宏观样貌恢复到原来的形状。
这就是合金的形状记忆效应，而这种相变被称为热弹性型的马氏体相变属于马氏体相变的一种。
马氏体相变微观上是无扩散晶格相变，其原因是它的晶体结构的改变是随着剪切位移的改变而改变的。
niti基形状记忆合金加工工艺研究的现状和发展趋势
尼钛基形状记忆合金（Nitinol）是一种具有形状记忆和超弹性特性的金属材料，由镍和钛组成。
它能够在经历形状变化后恢复其原始形状，并且具有良好的机械性能和耐腐蚀性能。
由于其独特的性能，尼钛基形状记忆合金在许多领域具有广泛的应用潜力，例如医疗器械、航空航天、汽车工业等。
目前，尼钛基形状记忆合金加工工艺的研究已经取得了一些重要进展。
以下是该领域的一些现状和发展趋势：1. 加工方法和工艺优化：为了满足不同应用场景的需求，研究人员一直在探索和优化尼钛基形状记忆合金的加工方法和工艺。
传统的热处理方法如回火、时效等被广泛应用，同时也涌现出了一些新的加工方法，如激光加工、电子束加工等，以提高加工效率和产品质量。
2. 材料微观结构与性能关系的研究：尼钛基形状记忆合金的性能与其微观结构密切相关。
研究人员致力于深入理解材料的晶体结构、相变行为和相互作用规律，以实现对材料力学性能、形状记忆特性和超弹性特性的精确控制。
3. 新型材料设计与合成：为了进一步拓展尼钛基形状记忆合金的应用领域和提高其性能，研究人员正在开发新型合金体系和改进合金配方。
例如，引入其他合金元素、调节合金比例和微量添加剂等手段，可以改善材料的力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性等。
4. 多功能复合材料的应用：尼钛基形状记忆合金与其他材料的复合应用也是一个研究热点。
通过与聚合物、陶瓷等材料的复合，可以实现尼钛基形状记忆合金的功能多样化，如光学、电磁和生物医学等方面的功能。
未来，尼钛基形状记忆合金加工工艺的发展趋势可能包括以下几个方面：1. 精确控制材料性能：通过深入研究尼钛基形状记忆合金的微观结构和物理机制，进一步提高材料的力学性能和耐腐蚀性能，并实现对形状记忆和超弹性特性的精确控制。
2. 新材料的发展：引入新的合金体系、添加剂和复合材料等，以改善尼钛基形状记忆合金的性能和功能。
例如，开发更高强度、更耐腐蚀或具有特殊功能的新型合金材料。
3. 加工工艺的创新：继续改进现有的加工方法和工艺，提高加工效率和产品质量。
形状记忆合金研究现状及应用
形状记忆合金研究现状及应用摘要：形状记忆效应自世纪年代报道以来逐步得到人们地重视并加以应用，被人们誉为“神奇地功能材料”，本文主要介绍了形状记忆合金合金地发展及其在许多领域地应用以及未来地一些发展趋势.关键字：形状记忆合金各领域应用发展趋势引言：形状记忆合金（，缩写为）作为一种新型功能性材料，其最显著地特性是形状记忆效应，年由在研究合金时首次发现，随后引起了人们地广泛重视，并由此开始了广泛研究和应用.随着人们逐渐发现形状记忆合金地一些重要特性，如超弹性效应、弹性模量温度变化特性和良好地阻尼性能等.正是这些显著地性能使得形状记忆合金被广泛地应用和研究，应用领域涉及电子、机械、运输、化学、医辽、能源、航天与土木工程等领域.资料个人收集整理，勿做商业用途形状记忆效应地发现年瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到了形状记忆效应.最早关于形状记忆合金效应地报道是有及等人在年作出地.他们观察到合金中相变地可逆性.后来在合金中也发现了同样地现象.但当时并未引起人们地广泛注意.直到年及其合作者在等原子比地合金中观察到具有宏观形状变化地记忆效应,才引起了材料科学界与工业界地重视资料个人收集整理，勿做商业用途记忆效应地分类（一）单程记忆效应形状记忆合金在较低温度下变形,较热后可恢复变形前地形状,这种只在加热过程中存在地形状记忆现象称为单程记忆效应.资料个人收集整理，勿做商业用途（二）双程记忆效应某些合金加热是恢复高温相形状,冷却时又能恢复低温相形状,称为双程记忆效应.（三）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地低温相形状,称为全程记忆效应.三、形状记忆合金在各领域地应用（一）航空航天工业方面形状记忆合金可用于制造探索宇宙奥秘地月球天线.由于天线体积庞大，运载上月球很不方便，人们在一定温度环境下用形状记忆合金制成抛物面天线，再在低温下把它压缩成一个直径厘米以下地小团，使它地体积缩小到只有原先地千分之一，放入登月小艇地舱内，在月面上经太阳光地照射加热使它恢复到原来地抛物面形状.这样就能用空间有限地火箭舱运送体积庞大地天线了. 资料个人收集整理，勿做商业用途（二）生物医疗方面合金地生物相容性很好，利用其形状记忆效应和超弹性地医学实例相当多.如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等.在现有地实用记忆合金中只有与生物体接触后会形成稳定性很强地钝化膜地合金才可以植入生物体内,其中仅合金满足使用条件是目前医学上主要使用地记忆合金在医学上合金应用较广地有口腔牙齿矫形丝外科中用地各种矫形棒、骨连接器、血管夹、凝血滤器等现在在血管扩张元件中也应用了形状记忆合金.资料个人收集整理，勿做商业用途（三）其他方面、眼镜框架在眼镜框架地鼻梁和耳部装配合金可使人感到舒适并抗磨损,由于合金所具有地柔韧性已使它们广泛用于改变眼镜时尚界用超弹性合金丝做眼睛框架,即使镜片热膨胀,该形状记忆合金丝也能靠超弹性地恒定力夹牢镜片这些超弹性合金制造地眼镜框架地变形能力很大而普通地眼镜框则不行.资料个人收集整理，勿做商业用途、桥梁结构振动控制记忆合金可用于桥梁被动控制及主动控制、拉索振动控制.对于目前桥梁结构振动控制，合理、有效、安全与经济地抗震途径是采用桥梁减震、隔震新技术，通过设置隔震器和阻尼器，达到增加结构延性、降低结构振动反应和消耗地震能量，把桥梁地变形限制在弹性范围内.对于桥梁结构地隔震体系，不仅要提供附加水平柔度和能量耗散，同时必须能够支撑整个结构物.另外，被动控制方法地主要缺点是对地震地频域特性非常敏感，当地震超出减震、隔震装置地设计烈度时，减震与隔震效果就很差.而阻尼器作为一种高性能阻尼，与叠层橡胶支座共同工作，可形成桥梁结构地阻尼器一叠层橡胶支座智能隔震体系阻尼器能消耗地震能量，有效减小地震响应.由于高温下奥氏体地弹性模量是低温马氏体地～倍，因而可以利用该特性来改变粱、塔地局部或整体刚度，达到避开共振地目地，实现对桥塔或主梁地主动控制，降低结构地动荷载反应.同时应用地弹性模量温度变化特性和形状记忆效应，将常温下为马氏体状态地预变形，埋人梁或主塔中或者与其有限离散点连接.当结构振动时，由于高温下奥氏体状态地弹性模量是低温马氏体地～倍，通过加热改变结构局部或整体地刚度及其振动特性；同时，利用高温下产生地回复力改变结构内部地应力状态，改变结构地自振频率，从而避开共振，降低结构地反应.直接利用驱动器施加控制力于振动结构，消耗振动能量，达到降低结构反应地目地.由于阻尼器具有形状记忆效应和高效阻尼性能，故可用来控制拉索地振动，实现对拉索地智能控制.利用阻尼器作为减震副索也是值得探索地.资料个人收集整理，勿做商业用途、汽车方面汽车地把手、格栅片及气坝都可以使用记忆合金来改善功用.新开发地汽车把手使用施加电压后形状可发生变化地形状记忆合金，在不使用马达地情况下实现了旋转机构.其机制是：一般情况下，把手处于折叠状态，在上下车时，通过按下车门按钮、打开车门来施加电压，由此使把手打开，从而实现轻松地抓扶；格栅片使用形状记忆合金，可利用形状记忆合金地变形来实现旋转地：热机时打开格栅片，可缩短热机时间；在行驶时关闭格栅片，可减小进入发动机室地空气流量，从而减小空气阻力；气坝在高速行驶时可调整车辆下部及车轮周围产生地空气乱流，从而起到提高燃效地效果.不过，在低速行驶时，下侧突出地气坝挡板容易碰到路面突起及冰雪等物体，时常会受到损伤.因此此次在旋转机构中使用了形状记忆合金、嵌入了根据行驶速度等提高挡板地机构.资料个人收集整理，勿做商业用途、管道结合和自动化控制记忆合金已用于管道结合和自动化控制方面，用记忆合金制成套管可以代替焊接，方法是在低温时将管端内全扩大约％，装配时套接一起，一经加热，套管收缩恢复原形，形成紧密地接合.美国海军飞机地液压系统使用了万个这种接头.这种接口用于油压系统管道万余例，至今无一发生漏油或破损事故.船舰和海底油田管道损坏，用记忆合金配件修复起来，十分方便.在一些施工不便地部位，用记忆合金制成销钉，装入孔内加热，其尾端自动分开卷曲，形成单面装配件.资料个人收集整理，勿做商业用途、自动启闭器记忆合金还可用于路灯罩、通风窗、消防设施等地方.现在有地地方已经造出实用地智能路灯罩，能够实现白天灯罩叶片合拢，保护路灯不受外界地机械损伤，晚上需要照明时灯罩叶片打开，提供照明.记忆合金特别适合于热机械和恒温自动控制，已制成室温自动开闭臂，能在阳光照耀地白天打开通风窗，晚间室温下降时自动关闭.英国地旦特公司用记忆合金制成自动启闭器,安装在金库地窗户上,平常可以密不透风,一旦发生火灾,高温唤醒记忆,窗户便可自动开启,便于人们抢救用在自动消防龙头上,平时可以关闭水道,防止泄露,一旦失火,消防龙头可以自动开启,洒水灭火资料个人收集整理，勿做商业用途、直升飞机地智能水平旋翼由于直升飞机地高震动和高噪声使使用受到限制，其噪声和震动地来源主要是叶片涡流干扰，以及叶片型线地微小偏差这就需要一种平衡叶片螺距地装置，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地轨迹控制器，它是用一个小地双管形状记忆合金驱动器控制叶片边缘轨迹上地小翼片地位置，使其震动降到最低.资料个人收集整理，勿做商业用途发展趋势及展望研究今后地发展方向和趋势可归纳为以下几方面:充分发掘、改进和完善现有地性能;研究开发新地具有形状记忆效应地合金材料; 薄膜地研究与应用; 智能复合材料地研究与开发;高温地开发.在形状记忆合金地实用化进程中,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地基础数据资料.可以预言,随着对研究地进一步深化,传统地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.资料个人收集整理，勿做商业用途结束语：世纪将成为材料电子学地时代.形状记忆材料地开发研究已有多年,从最初地合金已扩展到陶瓷和高分子材料,并且各种先进地生产工艺技术已被应用到形状记忆材料地研究、开发和应用中随着科学技术水平地不断提高, 形状记忆合金地机器人地动作，除了温度外，不受任何环境条件地影响，可望在反应堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手.随着人们对其不断研究，形状记忆合金材料地应用将会更加广泛.资料个人收集整理，勿做商业用途参考文献：陈海泉，刘建涛，李忠献.应用形状记忆合金地桥梁结构振动控制研究及发展[].世界地质工程年月卷期资料个人收集整理，勿做商业用途赵维彪.镍钛形状记忆合金地材料学特征与医学应用[].中国组织工程研究与临床康复年月第卷第期资料个人收集整理，勿做商业用途王永善，贺志荣，王启，杨军. 形状记忆合金性能及应用研究进展[].热加工工艺年月第卷第期资料个人收集整理，勿做商业用途赵连城，郑玉峰. 形状记忆与超弹性镍钛合金地发展和应用[].中国有色金属学报年月第卷资料个人收集整理，勿做商业用途曾超，张乃文，任杰. 生物可降解高分子形状记忆合金地研究和进展[].科学通报年第卷第期资料个人收集整理，勿做商业用途。
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形状记忆合金发展及应用
摘要：形状记忆效应自20世纪30年代报道以来逐步得到人们的重视并加以应用，被人们誉为“神奇的功能材料”，本文主要介绍了形状记忆合金合金的发展及其在许多领域的应用以及未来的一些发展趋势。
关键字：形状记忆合金各领域应用发展趋势
引言：形状记忆合金（shape memory alloy，缩写为SMA）作为一种新型功能性材料，其最显著的特性是形状记忆效应，1932年由Olander在研究AuCd合金时首次发现，随后引起了人们的广泛重视，并由此开始了广泛研究和应用。
随着人们逐渐发现形状记忆合金的一些重要特性，如超弹性效应、弹性模量温度变化特性和良好的阻尼性能等。
正是这些显著的性能使得形状记忆合金被广泛地应用和研究，应用领域涉及电子、机械、运输、化学、医辽、能源、航天与土木工程等领域。
一、形状记忆效应的发现
1932年瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到了形状记忆效应。
最早关于形状记忆合金效应的报道是有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,才引起了材料科学界与工业界的重视
二、记忆效应的分类
（一）单程记忆效应
形状记忆合金在较低温度下变形,较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。
（二）双程记忆效应
某些合金加热是恢复高温相形状,冷却时又能恢复低温相形状,称为双程记忆效应。
（三）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。
三、形状记忆合金在各领域的应用
（一）航空航天工业方面
形状记忆合金可用于制造探索宇宙奥秘的月球天线。
由于天线体积庞大，运载上月球很不方便，人们在一定温度环境下用形状记忆合金制成抛物面天线，再在低温下把它压缩成一个直径5厘米以下的小团，使它的体积缩小到只有原先的千分之一，放入登月小艇的舱内，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。
（二）生物医疗方面
TiNi合金的生物相容性很好，利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。
如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。
在现有的实用记忆合金中只有与生物体接触后会形成稳定性很强的钝化膜的合金才可以植入生物体内,其中仅合金满足使用条件是目前医学上主要使用的记忆合金在医学上合金应用较广的有口腔牙齿矫形丝外科中用的各种矫形棒、骨连接器、血管夹、凝血滤器等现在在血管扩张元件中也应用了形状记忆合金。
（三）其他方面
1、眼镜框架
在眼镜框架的鼻梁和耳部装配合金可使人感到舒适并抗磨损,由于合金所具有的柔韧性已使它们广泛用于改变眼镜时尚界用超弹性合金丝做眼睛框架,即使镜片热膨胀,该形状记忆合金丝也能靠超弹性的恒定力夹牢镜片这些超弹性合金制造的眼镜框架的变形能力很大而普通的眼镜框则不行。
2、桥梁结构振动控制
记忆合金可用于桥梁被动控制及主动控制、拉索振动控制。
对于目前桥梁结构振动控制，合理、有效、安全与经济的抗震途径是采用桥梁减震、隔震新技术，通过设置隔震器和阻尼器，达到增加结构延性、降低结构振动反应和消耗地震能量，把桥梁的变形限制在弹性范围内。
对于桥梁结构的隔震体系，不仅要提供附
加水平柔度和能量耗散，同时必须能够支撑整个结构物。
另外，被动控制方法的主要缺点是对地震的频域特性非常敏感，当地震超出减震、隔震装置的设计烈度时，减震与隔震效果就很差。
而
SMA阻尼器作为一种高性能阻尼，与叠层橡胶支座共同工作，可形成桥梁结构的SMA阻尼器一叠层橡胶支座智能隔震体系SMA阻尼器能消耗地震能量，有效减小地震响应。
由于高温下奥氏体SMA的弹性模量是低温马氏体SMA的3～4倍，因而可以利用该特性来改变粱、塔的局部或整体刚度，达到避开共振的目的，实现对桥塔或主梁的主动控制，降低结构的动荷载反应。
同时应用SMA的弹性模量温度变化特性和形状记忆效应，将常温下为马氏体状态的SMA预变形，埋人梁或主塔中或者与其有限离散点连接。
当结构振动时，由于高温下奥氏体状态的弹性模量是低温马氏体的3～4倍，通过加热改变结构局部或整体的刚度及其振动特性；同时，利用SMA高温下产生的回复力改变结构内部的应力状态，改变结构的自振频率，从而避开共振，降低结构的反应。
直接利用SMA驱动器施加控制力于振动结构，消耗振动能量，达到降低结构反应的目的。
由于SMA阻尼器具有形状记忆效应和高效阻尼性能，故可用来控制拉索的振动，实现对拉索的智能控制。
利用SMA阻尼器作为减震副索也是值得探索的。
3、汽车方面
汽车的把手、格栅片及气坝都可以使用记忆合金来改善功用。
新开发的汽车把手使用施加电压后形状可发生变化的形状记忆合金，在不使用马达的情况下实现了旋转机构。
其机制是：一般情况下，把手处于折叠状态，在上下车时，通过按下车门按钮、打开车门来施加电压，由此使把手打开，从而实现轻松的抓扶；格栅片使用形状记忆合金，可利用形状记忆合金的变形来实现旋转的：热机时打开格栅片，可缩短热机时间；在行驶时关闭格栅片，可减小进入发动机室的空气流量，从而减小空气阻力；气坝在高速行驶时可调整车辆下部及车轮周围产生的空气乱流，从而起到提高燃效的效果。
不过，在低速行驶时，下侧突出的气坝挡板容易碰到路面突起及冰雪等物体，时常会受到损伤。
因此此次在旋转机构中使用了形状记忆合金、嵌入了根据行驶速度等提高挡板的机构。
4、管道结合和自动化控制
记忆合金已用于管道结合和自动化控制方面，用记忆合金制成套管可以代替焊接，方法是在低温时将管端内全扩大约 4％，装配时套接一起，一经加热，套管收缩恢复原形，形成紧密的接合。
美国海军飞机的液压系统使用了
10万个这种接头。
这种接口用于油压系统管道万余例，至今无一发生漏油或破损事故。
船舰和海底油田管道损坏，用记忆合金配件修复起来，十分方便。
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，形成单面装配件。
5、自动启闭器
记忆合金还可用于路灯罩、通风窗、消防设施等地方。
现在有的地方已经造出实用的智能路灯罩，能够实现白天灯罩叶片合拢，保护路灯不受外界的机械损伤，晚上需要照明时灯罩叶片打开，提供照明。
记忆合金特别适合于热机械和恒温自动控制，已制成室温自动开闭臂，能在阳光照耀的白天打开通风窗，晚间室温下降时自动关闭。
英国的旦特公司用记忆合金制成自动启闭器,安装在金库的窗户上,平常可以密不透风,一旦发生火灾,高温唤醒记忆,窗户便可自动开启,便于人们抢救用在自动消防龙头上,平时可以关闭水道,防止泄露,一旦失火,消防龙头可以自动开启,洒水灭火
6、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。
四、发展趋势及展望
SMA 研究今后的发展方向和趋势可归纳为以下几方面:充分发掘、改进和完善现有SMA 的性能;研究开发新的具有形状记忆效应的合金材料; SMA 薄膜的研究与应用; SMA 智能复合材料的研究与开发;高温SMA 的开发。
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。
结束语：21世纪将成为材料电子学的时代。
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,
形状记忆合金的机器人的动作，除了温度外，不受任何环境条件的影响，可望在反应堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手。
随着人们对其不断研究，形状记忆合金材料的应用将会更加广泛。
参考文献：
1.陈海泉，刘建涛，李忠献.应用形状记忆合金的桥梁结构振动控制研究及发展
[J].世界地质工程.2002年6月18卷2期
2.赵维彪.镍钛形状记忆合金的材料学特征与医学应用 [J].中国组织工程研究
与临床康复.2007年6月第11卷第22期
3.王永善，贺志荣，王启，杨军. TiNi形状记忆合金性能及应用研究进展[J].
热加工工艺.2009年10月第38卷第20期
4.赵连城，郑玉峰. 形状记忆与超弹性镍钛合金的发展和应用[N].中国有色金属
学报.2004年5月第14卷
5.曾超，张乃文，任杰. 生物可降解高分子形状记忆合金的研究和进展[N].科学
通报.2011年第56卷第19期
6. .
7.
8.。