记忆能力超强的形状记忆合金_3
三种形状记忆合金各种特性总汇
70～100
80～100
弹性极限
奥氏体态
马氏体态
MPa
200～800
150～300
150～300
150～300
抗拉强度
马氏体态
MPa
700～1100
1300～2000
700～800
1000～1200
延伸率
马氏体态（取决于晶粒大小）
%
40～50
10～15
8～10
百万次疲劳极限
MPa
350
270
奥氏体态
马氏体态
10-6/K
11
6.6
16～18
16～18
比热
J/kg.K
470～620
390
400～480
转变焓
J/kg
3200～12000
7000～9000
7000～9000
耐蚀性
类似不锈钢
类似铝青铜
类似铝青铜
电磁
性能
电阻率
10-6Ωm
1.0
0.07
0.1
磁透过率
＜1.002
机
械
性
能
杨氏模量ห้องสมุดไป่ตู้
GPa
困难
有限
不可行
机械加工性
困难
很好
好
大约成本比率（与形状和量有关）
100
1.0～10
1.5～20
0.5
可承受一小时最高温度
℃
400
160～200
300
阻尼能力（取决于频率和振幅）
%SDC
15
30
10
最大超弹应变
单晶
多晶
%
主要的几类记忆合金及性能
T>Af
记忆合金的应用 应用领域：温度继电器、玩具、机械、电子、自动控制、机器人、医疗热机 等 用记忆合金作铆钉
２）用记忆合金作管接头 在Af以上记忆合金管接头 的内径比管子的外径略小. 在Mf以下, 对管接头进行扩 径, 并将管子插入被扩径的 接头中. 随将之加热到Af 以上, 管接头的内径恢复 原来的尺寸，从而将管子 紧紧的箍住，完成管子 的连接. 3) Ti-Ni状记忆合金大量 用于医疗领域: 用作心 血管支架、牙齿矫形丝、 血栓过滤器、动脉瘤夹、 接骨板等.
特点： 形状记忆效应好，价格便宜，易于加工制造等． 但与Ti-Ni记忆合金相比：强度较低，稳定性及耐疲劳性能差，不具 有生物相容性． Cu基记忆合金中的基本相 ： Cu-Zn-Al 合金： 母相－′相： B2(CsCl结构)或DO3(Fe3Al结构)，属立方晶系 马氏体：9R、18R、2H等不同的结构． Cu-Al-Ni 合金：母相与马氏体的晶体结构与Cu-Zn-Al 基本类似． Cu基记忆合金中的稳定性： 相变点对合金成分十分敏感． 存在较严重的马氏体稳定化现象：淬火后合金的相变点会随着放置时间的延长增加直至达到一稳定值． 热－力循环对合金的记忆效应影响显著．随热－力循环的进行，Ms、As、Af等上升，相变热滞显著增大．
第二节 主要的几类记忆合金及能
一．Ti-Ni基形状记忆合金 Ti-Ni基合金是最早发展的记忆合金． 特点： 记忆效应优良 性能稳定 生物相容性好 但制造过程较复杂，价格昂贵． Ti－Ni基记忆合金中的基本相和相变 Ti－Ni二元合金系中有三个金属间化合物：TiNi、Ti2Ni 、 TiNi3．Ti-Ni基记忆合金是基于TiNi金属间化合物的合金． TiNi晶体结构：高温时：B2(CsCl结构)，为母相． TiNi由高温冷却时发生马氏体相变，马氏体结构：单斜晶体．
镍基钛形状记忆合金
镍基钛形状记忆合金
镍基钛形状记忆合金，又称为NiTi合金、Nitinol合金，是一
种具有形状记忆性和超弹性的金属合金。
它主要由镍和钛两种元素组成，其中镍的含量通常为50%至60%。
镍基钛形状记忆合金具有以下特点：
1. 形状记忆性：在适当的温度范围内，该合金可以根据外界温度的变化而恢复其初始形状。
当被加热超过其相变温度时，合金会从形变状态恢复为记忆状态。
2. 超弹性：合金具有非常高的弹性和可塑性，可以在外力作用下发生大幅度的变形，并且在外力解除后能快速恢复原始形状。
3. 耐腐蚀性：镍基钛形状记忆合金具有良好的耐腐蚀性，可以在恶劣环境中长期稳定工作。
4. 高温稳定性：合金在高温环境下依然具有良好的形状记忆性和超弹性，能够承受高温条件下的应力和变形。
由于这些特性，镍基钛形状记忆合金被广泛应用于医疗器械、航空航天、汽车、电子设备等领域。
在医疗领域中，它可以用于制作支架、支撑器、血管弹簧和矫形器等医疗器械。
在航空航天领域中，它可以用于制作航天器的复合材料、连接件和传感器。
在汽车领域中，它可以应用于车身形状记忆材料、刹车系统和导轨等部件。
在电子设备领域中，它可以制作精密弹簧、连接器和微马达等微型元件。
形状记忆合金
浅谈形状记忆合金传统观念认为，只有人和某些动物才有“记忆”的能力，非生物是不可能有这种能力的。
难道合金也会像人一样具有记忆能力吗？答案是肯定的，形状记忆合金就是这样一类具有神奇“记忆”本领的新型功能材料。
形状记忆效应是指具有一定形状的固体材料,在某种条件下经过一定的塑性变形后,加热到一定温度时,材料又完全恢复到变形前原来形状的现象，即它能记忆母相的形状。
具有形状记忆效应的金属一般是两种以上金属元素的合金，这样的合金成为形状记忆合金。
其主要技术指标如下：机械性能：拉伸强度：700－900Mpa（热处理）延伸率：15－30%形状记忆功能：单程（N=1）6－10%，双程（N=10-107）0.5-5%物理性能：密度：约6.5g/cm3.热膨胀系数：10-106/℃.熔点：约1300℃，导弹率：0.209W/cm℃（室温）. 比热：6-8Cal/mol℃电阻率：(50－110) ×10-6chm.cm。
那么形状记忆合金是如何被发现，原理是什么，有哪些具体的应用，又经历了怎样的发展呢？在接下来的文字中你将找到答案。
1963年，美国海军军械研究室在一项试验中需要一些镍钛合金丝，他们领回来的合金丝都是弯弯曲曲的。
为了使用方便，于是就将这些弯弯曲曲的细丝一根根地拉直后使用。
在后续试验中一种奇怪的现象出现了：当温度升到一定值的时候，这些已经被拉得笔直的合金丝，突然又魔术般地迅速恢复到原来弯弯曲曲的形状，而且和原来的形状丝毫不差。
再反复多次试验，每次结果都完全一致，被拉直的合金丝只要达到一定温度，便立即恢复到原来那种弯弯曲曲的模样。
就好像在从前被“冻”得失去知觉时被人们改变了形状，而当温度升高到一定值的时候，它们突然“苏醒”过来了，又“记忆”起了自己原来的模样，于是便不顾一切地恢复了自己的“本来面目”。
形状记忆合金可以分为三类：单程记忆合金、双程记忆合金、全程记忆合金。
如图1所示，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；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；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。
《形状记忆合金》课件
2
存在的问题
如材料成本、可靠性和循环寿命等方面的挑战来自需要不断研究和改进。3
发展前景
形状记忆合金将在未来的科技进步中发挥重要作用，为我们的生活带来更多便利 和创新。
结语
形状记忆合金的重要性
它不仅是一种材料，更是未来科 技发展的重要组成部分，将引领 我们走向更智能、高效的未来。
发挥形状记忆合金的作用
《形状记忆合金》PPT课 件
欢迎参加本次《形状记忆合金》PPT课件！在这里，我们将探索这项未来科技 的定义、原理、特点，以及其在医疗器械、航天航空、汽车工业等领域中的 应用。
什么是形状记忆合金
形状记忆合金是一种具有记忆效应的材料，可以在受力变形后回复到其原始 形状。它的原理是基于相变的晶体结构变化，拥有独特的特点。
包括熔融法、固相法和合金化 方法等，每种方法都有其适用 场景和优缺点。
制备工艺流程
从原料的选择和预处理到形状 记忆合金的合成和后处理，需 要严谨的工艺流程和控制。
实验室制备实例
展示了形状记忆合金在实验室 中的成功制备实例，为进一步 研究和应用提供了基础。
形状记忆合金的未来发展
1
发展趋势
形状记忆合金将更加智能化和多功能化，结合其他材料和技术创新，应用领域将 不断扩大。
我们需要不断挖掘和应用形状记 忆合金的潜力，创造更多创新性 和实用性的产品和解决方案。
致谢
感谢您参与本次《形状记忆合金》 PPT课件，希望展示的内容能够 给您带来启发和收获。
形状记忆合金的应用
医疗器械
应用于支架、植入物等医疗设备，可提高患者的 治疗效果和舒适度。
汽车工业
在车身和发动机中应用，具有降噪、减振和节能 的优势。
航天航空
NITI形状记忆合金
NiTi形状记忆合金
NiTi形状记忆合金特别是近等原子比NiTi合金（48at％～52at％Ni），由于具有优良的形状记忆效应和超弹性、良好的机械性能以及很好的耐腐蚀性和生物相容性，广泛应用于工程领域和生物医学领域。
所谓形状记忆效是指某些呈现马氏体相变的合金所具有的一种奇特的性能，合金处于低温相时变形，加热到临界温度（逆相变点）通过逆相变恢复到原始形状。
超弹性是指合金在外力作用下产生远大于其弹性极限应变量的应变，在卸载时应变可自动恢复的现象。
由图1可以看出NiTi合金超弹性可分为线性和非线性两类。
非线性超弹性是在一定温度范围内加载与卸载过程中分别发生应力诱发马氏体相变及其逆相变的结果。
图1 NiTi合金力学性能
NiTi记忆合金物理力学特点
强度高、超弹性、耐腐蚀、耐疲劳；
低比重、弹性模量与人骨骼接近；
良好的生物相容性。
表1 NiTi合金典型的物理性能、化学成分及其用途
合金编号相转变温度A f
成分
(原子百分比 at%)
应用场合
1 10~20 °C ~50.7Ni，其余Ti 手机天线
2 0~20°C ~50.9Ni，其余Ti 导丝
3 0~10 °C ~50.77Ni 支架，编织线，细丝
4 20~40 °C ~50.5Ni，其余Ti 人体温度驱动装置，支架，过滤器
5 45~95 °C ~50.0-50.4Ni，其余Ti 驱动器，蠕形弹簧
6 95~115 °C <49.93Ni，其余Ti 驱动器。
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。
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。
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
形状记忆合金形状记忆合金简称「记忆合金」，是一种功能性金属材料，能在一定条件下恢复原来的形状。
换句话说，这种合金对形状有记忆能力，而且它的「记性」相当好，有些在反复改变500万次后，仍能在一定条件下恢复原状，普通金属就没有这个本领。
「记忆合金」具有记忆能力，这是在偶然情况下发现的。
1958年美国某海军研究员奉命研制新式武器，并领回了一些镍钛合金丝。
由于这些合金丝弯弯曲曲，研究人员就把它们一根一根拉直。
但在实验过程中却惊奇地发现，当温度升到某定值时，镍钛合金丝竟然全部恢复到原来弯弯曲曲的形状。
即使多次反复试验，结果还是相同。
「记忆合金」为什么具有记忆能力呢?金属是由相同原子紧密堆积而成的，合金则是由不同的金属原子堆积形成的。
由于金属原子的大小和结构各有不同，合金形成的条件也相异，因而形成不同的晶体结构，分为「沃斯田体结构」和「麻田散体结构」，两种结构间的转换则称为「沃斯田体相变」。
一般都认为「记忆合金」具有麻田散体相变，加热到相变温度时，就从「麻田散体结构」转变成「沃斯田体结构」，恢复原来的形状。
换句话说，具有「麻田散体相变」的合金，在相变温度时具有记忆能力，这种相变温度就称作「记忆合金」的「记忆温度」。
到目前为止，已知具有形状记忆能力的合金主要有3类:铁基合金;镍–钛合金;铜基合金，如铜–锌–铝、铜–铝–镍等。
这些「记忆合金」各有千秋，如镍–钛合金的性能好，可靠性强，但价格贵。
铜基合金价格较便宜，只有镍–钛合金的10%，但可靠性差。
至于铁基合金的价格则最便宜，刚性好，强度也大，又易加工。
此外，金–镉、铟–铊合金也具有记忆能力，但因价格太贵了，应用并不多。
记忆合金由于具有特殊的记忆功能，得以广泛应用于航空、卫星、医疗、生物工程、能源、自动化等方面。
镍–钛合金的应用比较广泛，因为它的「记忆温度」可以藉由成分来调节。
一般来说，镍含量高的记忆温度就会降低。
例如，50%镍和50%钛的合金记忆温度是摄氏40度，但55%镍和45%钛的合金在室温下就具有记忆能力了。
形状记忆合金
形状记忆合金的应用
由于SMA具有上述特性， 使得其在许多领域都有
广泛的应用。以下是 SMA的一些典型应用
形状记忆合金的应用
机器人：在机器人领域，SMA可 以用于制作驱动器，用于实现
机器人的自主运动。此外，SMA 还可以用于制作可变形的机器 人手臂和腿部
航空航天：在航空航天领域，SMA 可以用于制作智能驱动器，用于 控制机翼、火箭发动机等的关键 部件。此外，SMA还可以用于制作
形状记忆合金的未来发展趋势
总之，形状记忆合金在未来将会有更广泛的应用和更 重要的价值
x
随着科技的不断进步和创新，我们期待着SMA在更多的 领域中发挥其独特的优势和潜力
-
20XX
THANK YOU
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形状记忆合金的未来发展趋势
01
与其他材料的结合：未来，SMA 可以与其他材料结合，形成新的 复合材料或功能材料。例如，将 SMA与高分子材料结合，可以制 作出具有形状记忆效应和高强度 的高分子复合材料
智能化应用：随着智能化时代
02 的到来，SMA的智能化应用将 会越来越广泛。例如，将SMA 与传感器结合，可以制作出具 有自适应能力的智能传感器
热敏元件和执行器
智能材料：在智能材料领域， SMA可以用于制作智能驱动器， 用于实现材料的自适应变形。 此外，SMA还可以用于制作温 度敏感材料等
医疗：在医疗领域，SMA可以用 于制作可变形支架，用于治疗动 脉硬化等疾病。此外，SMA还可 以用于制作牙齿矫正器等医疗设 备
形状记忆合金的未来发展趋势
形状记忆 合金
-
1
形状记忆合金的特性
2
形状记忆合金的应用
形状记忆合金介绍
形状记忆合金介绍嘿，朋友们！今天来给你们讲讲一种超神奇的材料——形状记忆合金。
你想象一下，有一种金属，它就像一个拥有神奇魔法的小精灵，能记住自己最初的形状，是不是很奇妙？这就是形状记忆合金啦！比如说，你把它做成一个弯弯的钩子形状，然后给它加热，哇哦，它就会像突然想起了自己的“初心”一样，慢慢变回原来直直的样子。
这就好像一个调皮的小孩，在外面玩累了，就会想起回家的路，回到自己最初的状态。
是不是很有趣？这种合金在我们生活中可有很多大用处呢！在医疗领域，它就像是一位贴心的小助手。
比如说，有些病人需要在身体里植入一些特殊的支架。
用形状记忆合金制作的支架就特别棒，医生可以在低温下把它变成很细很小的形状，方便放入病人的身体里。
等它到了人体合适的温度环境，就会自动展开，变成合适的形状，支撑起需要的部位。
就像一个小小的变形金刚，在人体里发挥着大大的作用，帮助病人恢复健康。
在航空航天领域，形状记忆合金也是个厉害的角色。
它可以被用来制作一些特殊的部件，比如卫星上的天线。
在发射卫星的时候，为了节省空间，天线可以被折叠成很小的形状。
等卫星进入太空后，通过加热或者其他方式，这些天线就会像睡醒的小懒虫一样，舒展开来，开始工作。
这样就可以在有限的空间里，实现更多的功能啦！我记得有一次看到一个关于形状记忆合金的小实验，简直让我大开眼界。
实验人员把一个用形状记忆合金做的弹簧放在热水里，只见那个弹簧慢慢地开始收缩，就像有一只无形的手在拉它一样。
然后把它拿出来放在冷水里，它又慢慢变回原来的样子。
当时我就觉得，这材料太神奇了，就像有生命一样。
而且啊，形状记忆合金还很耐用呢！它不像一些普通的材料，用几次就坏了或者变形了。
它可以经历很多次的形状变化，依然保持着良好的性能。
这就好比一个坚强的战士，不管遇到多少困难和挑战，都能坚守自己的岗位，发挥自己的作用。
对于我们普通人来说，虽然可能不会直接去制造形状记忆合金，但是了解它的神奇之处，可以让我们对科学技术有更多的认识和兴趣。
形状记忆合金
生物医疗
用于医学领域的 TiNi形状记忆合金，除了利用其形状记忆效应或超弹性外，还应满足化学和生物学等方面 的要求，即良好的生物相容性。TiNi可与生物体形成稳定的钝化膜。在医学上 TiNi合金主要应用有：
(a)牙齿矫形丝用超弹性 TiNi合金丝和不锈钢丝做的牙齿矫正丝，其中用超弹性 TiNi合金丝是最适宜的。 通常牙齿矫形用不锈钢丝 CoCr合金丝，但这些材料有弹性模量高、弹性应变小的缺点。为了给出适宜的矫正力， 在矫正前就要加工成弓形，而且结扎固定要求熟练。如果用 TiNi合金作牙齿矫形丝，即使应变高达10%也不会产 生塑性变形，而且应力诱发马氏体相变（stress-induced martensite）使弹性模量呈现非线型特性，即应变增 大时矫正力波动很少。这种材料不仅操作简单，疗效好，也可减轻患者不适感。
还可用于制造探索宇宙奥秘的月球天线，人们利用形状记忆合金在高温环境下制做好天线，再在低温下把它 压缩成一个小铁球，使它的体积缩小到原来的千分之一，这样很容易运上月球，太阳的强烈的辐射使它恢复原来 的形状，按照需求向地球发回宝贵的宇宙信息。
另外，在卫星中使用一种可打开容器的形状记忆释放装置，该容器用于保护灵敏的锗探测器免受装配和发射 期间的污染。
分类
形状记忆效应
伪弹性
形状记忆效应
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。
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。
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。
其它
在工程和建筑领域用 TiNi形状记忆合金作为隔音材料及探测地震损害控制的潜力已显示出来。已试验了桥 梁和建筑物中的应用，因此作为隔音材料及探测损害控制的应用已成为一个新的应用领域。
形状记忆合金
图8
Ni-Ti形状记忆合金丝的加工与使用示意图
记忆高分子材料
应力记忆高分子材料 形状记忆高分子材料 体积记忆高分子材料
色泽记忆高分子材料
形状记忆高分子材料
• 利用结晶或半结晶高分子材料经过辐射 交联或化学交联后具有形状记忆效应 • 先决条件：高弹形变，分子构象 • 分类：热致感应型；光致感应型；电致 感应型；化学感应型
A
记忆合金
温度场
温控器
眼镜框
形状记忆铆钉的工作过程
现以图2.2中的一个铆钉为实例，进一步说明形状记忆效应。这个铆 钉是用形状记忆合金制作的，首先在较高的温度下（T＞Ms）把铆钉 做成铆接以后的形状，然后把它降温至Mf以下的温度，并在此温度下 把铆钉的两脚扳直（产生形变），然后顺利地插入铆钉孔，最后把温 度回升至工作温度（T＞Af），这时，铆钉会自动地恢复到第一种形 状，即完成铆接的程序。显然这个铆钉可以用于手和工具无法直接去 操作的场合。
形状记忆合金的形状记忆效应
形状记忆合金的形状记忆效应嘿，朋友们！今天咱来聊聊一个特别神奇的东西——形状记忆合金！这玩意儿可有意思啦！你想想啊，一般的材料变形了就是变形了，很难再恢复原来的样子。
但形状记忆合金就不一样啦，它就像有魔法一样，能记住自己原来的形状呢！这就好比一个人走丢了，但是心里一直记着回家的路，最后总能找回去。
比如说，你把一块形状记忆合金做成一个特定的形状，然后给它来个大变身，把它弄成别的样子。
但是呢，只要给它一些特定的条件，比如加热一下，哇塞，它就会像突然觉醒一样，“嗖”地变回原来的形状！这多神奇呀！这不就像是一个武林高手，隐藏了自己的真实功夫，到关键时刻才显露出来嘛。
而且哦，这形状记忆合金的用途可广啦！在医学领域，它可以被做成各种医疗器械，帮助医生更好地治疗病人呢。
就好像是医生的秘密武器，关键时刻能发挥大作用。
在航空航天领域，它也能大显身手，让那些高科技的设备运行得更加可靠。
你再想想，要是咱们生活中的东西都能用形状记忆合金来做，那该多有趣呀！比如你的眼镜腿不小心被压弯了，不用着急，放太阳下面晒晒，它自己就变直啦！或者你的雨伞被风吹变形了，没关系，回家用热水泡一泡，嘿，又跟新的一样啦！还有啊，它的这种记忆效应真的是太奇妙了。
就好像是它的身体里有一个小开关，一旦触发了那个开关，它就会按照设定好的程序行动起来。
这难道不是很让人惊叹吗？咱平时常见的材料哪有这本事呀！形状记忆合金可真是材料界的明星呢！它的存在让我们看到了科技的魅力和无限可能。
所以说呀，形状记忆合金这玩意儿可真是个宝贝！它的形状记忆效应就像是一个隐藏的宝藏，等待着我们去挖掘和利用。
我相信，随着科技的不断进步，它会在更多的领域发挥出更大的作用，给我们的生活带来更多的惊喜和便利。
难道你不想看看它还能创造出哪些神奇的事情吗？。
金属功能材料-3-形状记忆合金
发展历程
起源
形状记忆合金最初在20世纪30年代被发现，但直到1960年代才开 始受到广泛关注。
应用拓展
随着研究的深入和技术的发展，形状记忆合金的应用领域不断拓展， 涉及航空航天、医疗器械、汽车等多个领域。
未来展望
随着科技的不断进步和应用需求的增加，形状记忆合金在未来有望 在更多领域得到应用，并发挥重要作用。
其应用领域。
多功能形状记忆合金
02
开发同时具备形状记忆效应、超弹性、阻尼性能等功能的合金，
满足更复杂的应用需求。
生物相容性形状记忆合金
03
研究可用于生物医学领域的生物相容性形状记忆合金，如用于
人体植入物的材料。
技术创新
01
02
03
加工工艺改进
优化现有加工工艺，提高 形状记忆合金的制造成本 和效率。
金属功能材料-3-形状记忆合金
目录
• 形状记忆合金简介 • 形状记忆合金的应用 • 形状记忆合金的未来发展 • 形状记忆合金面临的挑战与解决方案
01
形状记忆合金简介
定义与特性
定义
形状记忆合金是一种具有形状记 忆功能的金属材料，能够在加热 或冷却过程中恢复其原始形状。
特性
具有高强度、高弹性、耐腐蚀、 耐磨等特点，同时能够在变形后 恢复原始形状，广泛应用于航空 航天、医疗器械、汽车等领域。
其他领域
智能机器人
形状记忆合金可以用于智能机器人的关节和执行器，实现机器人的自适应运动和精确控制。
智能纺织品
形状记忆合金可以与纺织品结合，制作智能纺织品，如智能服装、智能鞋帽等，实现服装的自适应调整和智能化 管理。
03
形状记忆合金的未来发 展
新材料研发
形状记忆镍钛合金的应用
形状记忆镍钛合金的应用1.引言1.1 概述形状记忆镍钛合金是一种具有特殊性能的材料，它能够在受到外界刺激时发生形状变化并在去除刺激后恢复原状。
这种合金以其独特的形状记忆效应而得名。
形状记忆镍钛合金具有可以记忆两种不同形状的能力，即"正相变形"和"逆相变形"，这使得它在多个领域具有广泛的应用前景。
在医疗领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造医疗器械和植入物，如支架、夹具、心脏起搏器等。
它们具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，可以适应人体的变化并提供有效的治疗。
在航空航天领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造航天器和飞机的零部件。
它们可以在极端的温度和压力下保持结构的稳定性，并具有减轻重量和提高安全性的优势。
在汽车工业领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造汽车零部件，如刹车片、引擎部件等。
它们可以在高温和高速条件下提供可靠的性能，并具有耐磨损和耐腐蚀的特点。
在建筑领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造具有自适应功能的建筑结构，如自动调节温度和光线的窗户、门等。
它们可以根据外部环境的变化自动调整形状，提高建筑物的舒适性和节能性。
在电子领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造电子元件和传感器。
它们可以根据电磁场、温度和应力等因素的变化精确控制形状和尺寸，提供更高的性能和可靠性。
总之，形状记忆镍钛合金的应用领域非常广泛，具有巨大的发展潜力。
随着科学技术的不断进步和创新，对其应用的研究和开发将会越来越深入，为各行各业带来更多的创新和突破。
1.2 文章结构本文将围绕形状记忆镍钛合金的应用展开，主要内容分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了文章的主题以及形状记忆镍钛合金的基本概念，介绍了本文的结构和目的。
正文部分主要包括以下几个方面的内容：2.1 形状记忆镍钛合金的定义和特性：详细介绍形状记忆镍钛合金的定义和特点，包括它的形状记忆效应、超弹性等性质，以及其在不同温度和应力条件下的行为。
2.2 形状记忆镍钛合金在医疗领域的应用：探讨形状记忆镍钛合金在医疗器械、植入物等方面的应用，如支架、矫正器、闭合器等，以及它的优势和局限性。
形状记忆合金介绍
形状记忆合金介绍形状记忆合金（Shape Memory Alloys，SMA）是一种特殊的金属合金材料，具有特殊的能力可以记住并恢复其原始的形状。
这种材料可以在受到应力或温度变化时发生可逆的相变，与传统的金属材料不同，形状记忆合金拥有可塑性和形状记忆性能，使其在许多工业和科学应用中具有广泛的用途。
形状记忆合金最早是由美国海军的研究人员在20世纪60年代发现的，当时他们在试图找到一种用于制造可以回收利用的海上漏斗的材料。
他们意外地发现，在加热后这种合金会从受到挤压的形状恢复到原始形状。
这项发现引起了广泛的兴趣，并带来了许多关于形状记忆合金的研究与应用。
形状记忆合金的独特性质源于其原子结构的特殊排列。
在一定条件下，形状记忆合金通过两种相变（Austenite相和Martensite相）之间的相互转换来实现形状记忆效应。
当合金处于高温下时，原子结构会呈现出名为Austenite相的排列，此时合金处于高弹性形状。
当温度下降到临界温度以下时，合金会自发地转变为Martensite相，从而改变形状。
当再次加热合金时，它会恢复到原始的Austenite相形状。
形状记忆合金具有许多独特的性能和应用。
首先，它们具有良好的弹性形变能力，可以在受到应力时发生可逆的形变。
这使得形状记忆合金在医疗器械、航天航空等领域的应用十分广泛。
例如，在血管支架的制造过程中，形状记忆合金可以在体内经历较小的创伤，然后回复到原始形状，从而血管得以保持畅通。
其次，形状记忆合金具有优异的耐腐蚀性能，这使得它们在海洋工程、汽车制造等领域的应用广泛。
相较于其它材料，形状记忆合金在恶劣环境中的使用寿命更长，并且不会轻易受到腐蚀。
另外，形状记忆合金的温度相变性能使其具有温度感应的应用潜力。
例如，在建筑中，可以利用形状记忆合金的温度相变特性来控制窗帘、百叶窗等遮阳装置的开闭，从而实现智能化的节能设计。
形状记忆合金还具有记忆效应可逆性、高纯度制备等优点。
铟金形状记忆合金
铟金形状记忆合金1. 嘿，你知道铟金形状记忆合金吗？这玩意儿可神奇啦！就像是一个拥有超能力的小助手。
我有个朋友，他是做精密仪器的，之前遇到个大难题，零件在不同温度下老是变形，搞得他焦头烂额。
后来有人给他推荐了铟金形状记忆合金，你猜怎么着？这合金就像一个听话的小士兵，到了特定温度就恢复到原来的形状，问题一下子就解决了。
这铟金形状记忆合金简直就是科技界的魔法材料啊！2. 铟金形状记忆合金啊，真的是太有趣了。
它就像一个能变身的小超人。
我邻居家的小孩玩那种变形玩具，玩着玩着就坏了，他哭着说要是有个东西能自己变回来就好了。
我就给他讲铟金形状记忆合金，我说这个合金就像他的玩具一样，不过更厉害，在合适的条件下能变回原来的样子呢。
他那小眼睛瞪得大大的，满是好奇。
这铟金形状记忆合金是不是很神奇？3. 哇塞，铟金形状记忆合金！我跟你说啊，这东西就像是大自然给我们的一个惊喜礼物。
我在一个科技展览上看到它的展示，讲解员说在一些高端的航空航天设备里，它可是起着至关重要的作用。
比如说，在卫星的某个部件中，太空中温度变化那么大，要是普通材料早就报废了。
可铟金形状记忆合金呢，就像一个坚韧的守护者，稳稳地保持着自己的形状，确保卫星正常运行。
你就说神不神？4. 铟金形状记忆合金哟，感觉就像是来自未来的材料。
我曾经和一个材料学的大学生聊天，他对这个铟金形状记忆合金那叫一个痴迷。
他给我讲在医学领域，这合金就像一个精准的小工匠。
比如说一些微型的医疗器具，需要在人体内部进行操作，温度会有变化，但是铟金形状记忆合金能精确地保持形状，就像有自己的想法一样。
这难道不令人惊叹吗？5. 你可不能小瞧铟金形状记忆合金啊。
它就像是一个隐藏在材料世界里的秘密宝藏。
我参加过一个科技爱好者的聚会，有个工程师在那里大谈铟金形状记忆合金的好处。
他说在建筑领域，一些特殊的结构如果用了这种合金，就像给建筑穿上了一件智能的防护服。
当遇到温度变化引起的伸缩问题时，铟金形状记忆合金能自动调整形状，避免建筑出现裂缝之类的问题。
形状记忆合金
陶瓷材料可借顺电-铁电或反铁电-铁电相变呈现驱动，其应变远较合 金为小，但反应较迅速。磁控形状记忆材料在磁场作用下，使马氏体再取 向呈现驱动。高分子材料，在玻璃态转变温度Tg以上，呈橡皮状行为，在 Tg温度，冻结的高分子链段变为可动。在Tg以下，应变消失，形状回复至 原始态。高分子记忆材料重量轻、价廉、易控制，可由热、光和化学反应 控制形状改变等优点，但回复应力极小(仅1~2.5MPa，是合金的百分之 一)。
T0
1 2
( As
Ms)
6
非热弹性马氏体相变热滞大、As-Ms温差大，相变时，母相晶体产生塑性 变形，两相界面不具有协调性，相界面不能随温度变化可逆往复迁动。无
形状记忆效应或仅显示有限记忆效应，如一般钢中的马氏体。
2) 热弹性马氏体 马氏体和母相的晶体点阵呈完全的晶体学可逆性
的马氏体相变称为热弹性马氏体相变。分成两类：第一类是Ms-Mf的间隔 温度小，而且As>Ms，如AuCd(镉)合金、CuAlNi等合金；第二类是MsMf的间隔温度大，而且As<Ms，如Fe3Pt、AuZn、CuZn、AgCd、NiAl 等合金。第一类热弹性马氏体，除温度滞后的大小外，相变特征温度和各
形状记忆合金(Shape memory alloy)
1.马氏体相变与形状记忆效应 2. Ni-Ti系形状记忆合金 3.铜-基形状记忆合金 4.铁基形状记忆合金 5.其他形状记忆合金 6. 形状记忆陶瓷 7. 形状记忆合金的应用
形状记忆合金
形状记忆合金的驱动性能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。
1 形状记忆合金的驱动原理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[7]。
这种特性主要可以用米改变的固有频率，从而避免共振。
2 形状记忆合金驱动器件在结构智能控制中，高性能驱动器件是实现控制的基础。
利用形状记忆合金在加热变形时其回复力可以对外做功的特点，能够做成各种形式的驱动器。
这类驱动机构结构简单，灵敏度高，可靠性好，能够满足智能控制的要求。
记忆合金驱动器的驱动力源于合金内部的固态相交，因而易于结构设计，可以在拉伸、压缩、扭转状态下操作。
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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）。
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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。
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不同的合金有着不同的转变温度。
例如，镍钛合金的转变温度为40℃。
在转变温度以上时，金属的晶体结构处于稳定状态；而在转变温度以下时，这类合金的晶体结构处于不稳定状态。
若在转变温度以下，我们改变它的形状，再把它加热到转变温度以上时，不稳定结构就变成了稳定的结构，相应的其形体也恢复到原来的状态。
形状记忆合金几乎能丝毫不差地恢复原状，并且能重复这一过程达数百万次以上也不产生疲劳断裂现象，这种奇特的功能深受科学家们的青睐，因而这类合金被用来制作许多奇妙的器件，其应用领域也越来越广泛。
科学家们用形状记忆合金制成了卫星天线，当卫星进入预定轨道时，在太阳光的照射下，天线的温度就会升高，当温度上升到其转变温度以上时，卫星天线便会从发射时的折叠状态迅速展开，恢复成原来设计时的状态——半球面的网状结构，从而开始了它的通信业务功能。
在工程上，科学家们还将此项技术用于管道连接，美国的科学家还用
形状记忆合金材料制作了F—14喷气发动机的一种接头，这种接头先在转变温度以上进行加工，并使其内径小于所连接管件的外径。
随后在转变温度以下进行扩孔，并插入需要连接的管件，当温度升到转变温度以上时，接头就恢复到原来的形状，由此便得到了无丝毫接缝的管路接头。
利用形状记忆合金弹簧制成的温度自动控制门，当室内温度过高时，它便根据记忆形状展开，自动将门打开，让冷空气流入，从而起到自动降温的作用。
在医学上，形状记忆合金也有比较广泛的应用。
由于镍钛合金与生物体有很好的相容性，可在人体内作为固定折断骨骼的插销，做成接骨板，使断骨紧紧的连接在一起。
用形状记忆合金做成极精细的网络，然后降温压成细丝，插入血管，由于体温的作用，使它恢复网络形状，在血管中起血栓过滤作用，此外医生们还利用形状记忆合金进行牙齿矫正等。
此外，科学家们现在正在研究和试验镍钛合金和其它形状记忆合金，以用于汽车制造业。
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将来的汽车即使被撞的伤痕累累、面目全非也不要紧，只要用火烤一烤，或放入热水中泡一泡，汽车就会恢复原来的形状。
现在科学研究表明，以镍钛记忆合金为“筋骨”的混凝土桥梁具有极强的抗震能力。
这是因为这种记忆合金具有“超弹性”，其弹性极限远远大于普通的材料，即使在外力作用下，该合金的几何形状发生巨大的变化，但只要未超出一定的形变范围，当外力作用消失后，这种材料
可努力自动恢复原状。
NT合金的应用极为广泛，除了可用于温度自动控制、电路自动控制、集成电路引线、汽车部件和机械零件外，由于其与生物体的相容性良好，耐腐蚀性强，还可用于骨科、牙齿和人造心脏零件等医用材料。
除此之外，形状记忆合金还有铜—锌、金—镉、镍—铝等20多种。
目前科学工作者正在研制廉价的铜系NT合金。