形状记忆合金
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形状记忆合金(Shape memory alloy) 形状记忆合金
1.马氏体相变与形状记忆效应 马氏体相变与形状记忆效应 2. Ni-Ti系形状记忆合金 系形状记忆合金 3.铜-基形状记忆合金 铜 基形状记忆合金 4.铁基形状记忆合金 铁基形状记忆合金 5.其他形状记忆合金 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
(2) 温度的单程与双程形状记忆
将高温母相冷却到开始在母相中发生马氏体转变的温度称为马氏体开 将高温母相冷却到开始在母相中发生马氏体转变的温度称为马氏体开 始相变温度M 继续冷却到马氏体相变停止的温度称为M 始相变温度 s，继续冷却到马氏体相变停止的温度称为 f；将处于低温 的马氏体相加热，到开始发生马氏体到母相的逆相变的温度称为A 的马氏体相加热，到开始发生马氏体到母相的逆相变的温度称为 s，继续 加温到某一温度，马氏体相全部转变到原母相的状态，此温度为A 加温到某一温度，马氏体相全部转变到原母相的状态，此温度为 f。通常
2
(1) 形状记忆合金的特性
合金在某一温度下变形后，仍保持其变形的形状， 合金在某一温度下变形后，仍保持其变形的形状，但当温度升高到某 一温度时，其形状恢复到变形前的原形状，即对以前的形状保持记忆特性， 一温度时，其形状恢复到变形前的原形状，即对以前的形状保持记忆特性， 称为形状记忆效应 形状记忆合金与普通材料的变形及恢复特性差别如图1 形状记忆效应。 称为形状记忆效应。形状记忆合金与普通材料的变形及恢复特性差别如图 所示。 所示。
图1 形状记忆效应和超弹性 a) 普通金属；b) 超弹性；c) 形状记忆 普通金属； 超弹性；
3
普通金属和合金，在弹性范围变形时，载荷去除后可恢复到原来形状， 普通金属和合金，在弹性范围变形时，载荷去除后可恢复到原来形状， 无永久变形，但当变形超过弹性范围时再去除载荷， 无永久变形，但当变形超过弹性范围时再去除载荷，材料不能恢复到原来 形状而保留永久变形，加热并不能使此永久变形消除，如图1a所示 所示。 形状而保留永久变形，加热并不能使此永久变形消除，如图 所示。而形 状记忆合金在变形超过弹性范围时，去载后虽也有残留变形， 状记忆合金在变形超过弹性范围时，去载后虽也有残留变形，但当加热到 某一温度时，残留变形消失而恢复到原来形状，如图1c。另外， 某一温度时，残留变形消失而恢复到原来形状，如图 。另外，形状记忆 合金变形超过弹性范围后，在某一程度内，当去除载荷后， 合金变形超过弹性范围后，在某一程度内，当去除载荷后，也能徐徐返回 原形，如图1b所示 这一特性称为超弹性 所示， 超弹性。 合金， 原形，如图 所示，这一特性称为超弹性。如CuAINi合金，当伸长超过 合金 20%(大于弹性极限 后，去载仍可恢复。 大于弹性极限)后 去载仍可恢复。 大于弹性极限
η (%) =
(l1 − l2 ) × 100% (l1 − l0 )
(3) 非热弹性、热弹性和半热弹性马氏体相变 非热弹性、
马氏体一旦形核转变， 马氏体一旦形核转变，在10-7s的瞬间即长成最 的瞬间即长成最 终状态，并且不随温度下降而长大。在马氏体逆相变时和马氏体相变一样， 终状态，并且不随温度下降而长大。在马氏体逆相变时和马氏体相变一样， 需要一定的过热度，母相同样在马氏体中形核并迅速长大。 需要一定的过热度，母相同样在马氏体中形核并迅速长大于 s，因为逆相变驱动力 M→P和G P→M几乎相等，于是 M→P和G P→M为零时的平衡温度都为 ，则有平衡温度 为 为零时的平衡温度都为T0 则有平衡温度T0 1 T0 = ( As + M s ) 2
图2 单程和双程形状记忆效应 a) 单程；b) 双程 单程；
5
形状记忆效应一般以形状回复率η来表示。 形状记忆效应一般以形状回复率 来表示。设试样在母相态时的原始 来表示 马氏体态时经形变(若为拉伸 若为拉伸)为 形状(若以长度表示 若以长度表示)为 形状 若以长度表示 为l0，马氏体态时经形变 若为拉伸 为l1，经高温逆相 变后为l 变后为 2，则
(4) 磁控形状记忆
磁致伸缩材料可在磁场驱动下可逆的改变形状， 磁致伸缩材料可在磁场驱动下可逆的改变形状， 广义上也可视作为一种磁驱动的形状记忆效应。 广义上也可视作为一种磁驱动的形状记忆效应。如Fe2DyxTb1-x(TerfenolD)的应变量小于 的应变量小于0.17%，比一般压电材料其应变已大了一个数量级，驱动 的应变量小于 ，比一般压电材料其应变已大了一个数量级， 的力大了20倍 由磁致伸缩材料制成的驱动器已用于振动控制、 的力大了 倍。由磁致伸缩材料制成的驱动器已用于振动控制、声控及
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1) 磁致伸缩材料
燃料注射等。 燃料注射等。
2) 铁磁形状记忆合金 在一些铁磁材料中显示形状记忆效应能受磁
场控制， 场控制，如Fe-C、Fe-Pd、Fe-Mn-Si、Co-Mn、Fe-Co-Ni-Ti和Ni2MnGa。 、 、 、 、 和 。 具铁磁性材料，在居里点和M 温度以下， 具铁磁性材料，在居里点和 s温度以下，在磁场作用下马氏体变体以迁 动内孪晶界面或马氏体母相界面作再取向，使其与外磁场的易磁化方向一 动内孪晶界面或马氏体母相界面作再取向， 引起形状应变；取消外磁场使形状回复至单变体易磁化方向，称为磁 致，引起形状应变；取消外磁场使形状回复至单变体易磁化方向，称为磁 控形状记忆材料。 表示由温度和磁驱动的形状改变， 控形状记忆材料。图3表示由温度和磁驱动的形状改变，其中图 所示磁 表示由温度和磁驱动的形状改变 其中图3a所示磁 致伸缩材料在磁场作用下，由磁化矢量平行于磁场显示形状改变， 致伸缩材料在磁场作用下，由磁化矢量平行于磁场显示形状改变，图3b 所示一般形状记忆材料马氏体在外应力作用下由孪晶组织的再取向显示形 状改变，图3c所示磁控形状记忆材料马氏体在磁场作用下，和温度驱动 状改变， 所示磁控形状记忆材料马氏体在磁场作用下， 所示磁控形状记忆材料马氏体在磁场作用下 相似的机理，由孪晶界或马氏体-母相界面迁动作形状改变 母相界面迁动作形状改变。 相似的机理，由孪晶界或马氏体 母相界面迁动作形状改变。 反铁磁合金不显示宏观的磁性， 反铁磁合金不显示宏观的磁性，但是 类似于铁磁材料，在反铁磁转变温度以下， 类似于铁磁材料，在反铁磁转变温度以下，反铁磁转变会引起点阵的晶格
6
1) 非热弹性马氏体
非热弹性马氏体相变热滞大、 温差大，相变时， 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。 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。 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。 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 的马氏体相变称为热弹性马氏体相变。分成两类：第一类是 热弹性马氏体相变 温度小，而且A 合金、 等合金； 温度小，而且 s>Ms，如AuCd(镉)合金、CuAlNi等合金；第二类是 s镉 合金 等合金 第二类是M Mf的间隔温度大，而且 s<Ms，如Fe3Pt、AuZn、CuZn、AgCd、NiAl 的间隔温度大，而且A 、 、 、 、 等合金。第一类热弹性马氏体，除温度滞后的大小外， 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 相变温度的关系和非热弹性马氏体相变一样，仍可用A 相变温度的关系和非热弹性马氏体相变一样，仍可用 s-Ms来表示温度滞 来表示， 后。第二类热弹性马氏体相变的温度滞后就不能用As-Ms来表示，而需用 第二类热弹性马氏体相变的温度滞后就不能用 Af-Ms来表示。这二类材料的马氏体，经重新加热至一定温度，可通过类 来表示。这二类材料的马氏体，经重新加热至一定温度， 似马氏体相变的方式转变为母相，称为逆马氏体相变 热滞小， 逆马氏体相变。 似马氏体相变的方式转变为母相，称为逆马氏体相变。热滞小，相界面随 温度升降能很快作往复运动， 温度升降能很快作往复运动，热弹性马氏体相变中母相晶体和马氏体都是 产生弹性变形，而且两相界面始终保持着良好的协调性。 产生弹性变形，而且两相界面始终保持着良好的协调性。
3) 半热弹性马氏体 热滞大，相界面能可逆迁动，施加一定条件可 热滞大，相界面能可逆迁动，
得到完全的形状记忆效应。 系合金(FeMnSi、FeMnSiCrNi、 得到完全的形状记忆效应。如FeMnSi系合金 系合金 、 、 FeMnSiCrN、 FeMnSiC、 FeMnSiCrNiCo、FeMnSiCr、FeMnSiCrNi)、 、 、 、 、 、 FeNi系合金 系合金(Fe31Ni0.4C、Fe(26-28)Ni12Co4Al0.4C、Fe33Ni10Co4Ti)。 系合金 、 、 。
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2) 热弹性马氏体
这类合金有NiTi系合金 系合金(NiTi、NiTiFe、NiTiCu、NiTiCo、NiTiNb、 这类合金有 系合金 、 、 、 、 、 NiTiZr)、β型铜基合金 型铜基合金(CuAlNi、CuAlNiTi、CuAlNiMn、CuZnAl、 、 型铜基合金 、 、 、 、 CuZnAlMn、CuZnAlNi、CuZn、CuZnSi、CuZnSn、CuZnAu)、其他 、 、 、 、 、 、 有色金属合金(AuCd、InTl、NiNb、CoNi、NiAl)、FeNiCoTi等。 有色金属合金 、 、 、 、 、 等
1
1.马氏体相变与形状记忆效应 马氏体相变与形状记忆效应
马氏体相变是原子以无扩散、切变方式进行的。 马氏体相变是原子以无扩散、切变方式进行的。由于马氏体和母相的 结构、体积不同，相变前后必然导致材料的体积和形状的改变。 结构、体积不同，相变前后必然导致材料的体积和形状的改变。 1963年，美国海军军械研究室 年 美国海军军械研究室Buehler等偶然发现等原子 等偶然发现等原子Ni-Ti合金 等偶然发现等原子 合金 (当时作为阻尼材料开发研究 在室温 马氏体态 经形变 弯曲 、再经加热 当时作为阻尼材料开发研究)在室温 马氏体态)经形变 弯曲)、 当时作为阻尼材料开发研究 在室温(马氏体态 经形变(弯曲 (与点燃的香烟火苗接触 发生马氏体→母相逆相变后，自动回复母相态形 与点燃的香烟火苗接触)发生马氏体 与点燃的香烟火苗接触 发生马氏体→母相逆相变后， 于是命名为形状记忆 形状记忆。 状，于是命名为形状记忆。 陶瓷材料可借顺电-铁电或反铁电 铁电相变呈现驱动 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 铁电或反铁电 铁电相变呈现驱动， 金为小，但反应较迅速。磁控形状记忆材料在磁场作用下， 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T 以上，呈橡皮状行为， 向呈现驱动。高分子材料，在玻璃态转变温度 g以上，呈橡皮状行为，在 温度，冻结的高分子链段变为可动。 以下，应变消失， 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、 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 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)。 。
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加热和冷却的相变曲线形成一热滞 存在温度差。 回线， 回线，As-Ms存在温度差。当一定 形状的母相材料由A 以上冷却至M 形状的母相材料由 f以上冷却至 f 以下T 温度形成马氏体后， 以下 1温度形成马氏体后，在Mf以 下变形，经加热至A 以上(T ， 下变形，经加热至 f以上 2)，伴 随逆相变， 随逆相变，材料会自动回复其在母 相时的形状，称为单程形状记忆效 相时的形状，称为单程形状记忆效 如图2a所示 所示。 应，如图 所示。有的材料经适当 训练” “训练”后，不但对母相形状具有 记忆， 记忆，并且在再度冷却时能回复马 氏体变形后的形状，称为双程记忆 氏体变形后的形状，称为双程记忆 效应，如图2b所示 所示。 效应，如图 所示。
1.马氏体相变与形状记忆效应 马氏体相变与形状记忆效应 2. Ni-Ti系形状记忆合金 系形状记忆合金 3.铜-基形状记忆合金 铜 基形状记忆合金 4.铁基形状记忆合金 铁基形状记忆合金 5.其他形状记忆合金 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
(2) 温度的单程与双程形状记忆
将高温母相冷却到开始在母相中发生马氏体转变的温度称为马氏体开 将高温母相冷却到开始在母相中发生马氏体转变的温度称为马氏体开 始相变温度M 继续冷却到马氏体相变停止的温度称为M 始相变温度 s，继续冷却到马氏体相变停止的温度称为 f；将处于低温 的马氏体相加热，到开始发生马氏体到母相的逆相变的温度称为A 的马氏体相加热，到开始发生马氏体到母相的逆相变的温度称为 s，继续 加温到某一温度，马氏体相全部转变到原母相的状态，此温度为A 加温到某一温度，马氏体相全部转变到原母相的状态，此温度为 f。通常
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(1) 形状记忆合金的特性
合金在某一温度下变形后，仍保持其变形的形状， 合金在某一温度下变形后，仍保持其变形的形状，但当温度升高到某 一温度时，其形状恢复到变形前的原形状，即对以前的形状保持记忆特性， 一温度时，其形状恢复到变形前的原形状，即对以前的形状保持记忆特性， 称为形状记忆效应 形状记忆合金与普通材料的变形及恢复特性差别如图1 形状记忆效应。 称为形状记忆效应。形状记忆合金与普通材料的变形及恢复特性差别如图 所示。 所示。
图1 形状记忆效应和超弹性 a) 普通金属；b) 超弹性；c) 形状记忆 普通金属； 超弹性；
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普通金属和合金，在弹性范围变形时，载荷去除后可恢复到原来形状， 普通金属和合金，在弹性范围变形时，载荷去除后可恢复到原来形状， 无永久变形，但当变形超过弹性范围时再去除载荷， 无永久变形，但当变形超过弹性范围时再去除载荷，材料不能恢复到原来 形状而保留永久变形，加热并不能使此永久变形消除，如图1a所示 所示。 形状而保留永久变形，加热并不能使此永久变形消除，如图 所示。而形 状记忆合金在变形超过弹性范围时，去载后虽也有残留变形， 状记忆合金在变形超过弹性范围时，去载后虽也有残留变形，但当加热到 某一温度时，残留变形消失而恢复到原来形状，如图1c。另外， 某一温度时，残留变形消失而恢复到原来形状，如图 。另外，形状记忆 合金变形超过弹性范围后，在某一程度内，当去除载荷后， 合金变形超过弹性范围后，在某一程度内，当去除载荷后，也能徐徐返回 原形，如图1b所示 这一特性称为超弹性 所示， 超弹性。 合金， 原形，如图 所示，这一特性称为超弹性。如CuAINi合金，当伸长超过 合金 20%(大于弹性极限 后，去载仍可恢复。 大于弹性极限)后 去载仍可恢复。 大于弹性极限
η (%) =
(l1 − l2 ) × 100% (l1 − l0 )
(3) 非热弹性、热弹性和半热弹性马氏体相变 非热弹性、
马氏体一旦形核转变， 马氏体一旦形核转变，在10-7s的瞬间即长成最 的瞬间即长成最 终状态，并且不随温度下降而长大。在马氏体逆相变时和马氏体相变一样， 终状态，并且不随温度下降而长大。在马氏体逆相变时和马氏体相变一样， 需要一定的过热度，母相同样在马氏体中形核并迅速长大。 需要一定的过热度，母相同样在马氏体中形核并迅速长大于 s，因为逆相变驱动力 M→P和G P→M几乎相等，于是 M→P和G P→M为零时的平衡温度都为 ，则有平衡温度 为 为零时的平衡温度都为T0 则有平衡温度T0 1 T0 = ( As + M s ) 2
图2 单程和双程形状记忆效应 a) 单程；b) 双程 单程；
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形状记忆效应一般以形状回复率η来表示。 形状记忆效应一般以形状回复率 来表示。设试样在母相态时的原始 来表示 马氏体态时经形变(若为拉伸 若为拉伸)为 形状(若以长度表示 若以长度表示)为 形状 若以长度表示 为l0，马氏体态时经形变 若为拉伸 为l1，经高温逆相 变后为l 变后为 2，则
(4) 磁控形状记忆
磁致伸缩材料可在磁场驱动下可逆的改变形状， 磁致伸缩材料可在磁场驱动下可逆的改变形状， 广义上也可视作为一种磁驱动的形状记忆效应。 广义上也可视作为一种磁驱动的形状记忆效应。如Fe2DyxTb1-x(TerfenolD)的应变量小于 的应变量小于0.17%，比一般压电材料其应变已大了一个数量级，驱动 的应变量小于 ，比一般压电材料其应变已大了一个数量级， 的力大了20倍 由磁致伸缩材料制成的驱动器已用于振动控制、 的力大了 倍。由磁致伸缩材料制成的驱动器已用于振动控制、声控及
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1) 磁致伸缩材料
燃料注射等。 燃料注射等。
2) 铁磁形状记忆合金 在一些铁磁材料中显示形状记忆效应能受磁
场控制， 场控制，如Fe-C、Fe-Pd、Fe-Mn-Si、Co-Mn、Fe-Co-Ni-Ti和Ni2MnGa。 、 、 、 、 和 。 具铁磁性材料，在居里点和M 温度以下， 具铁磁性材料，在居里点和 s温度以下，在磁场作用下马氏体变体以迁 动内孪晶界面或马氏体母相界面作再取向，使其与外磁场的易磁化方向一 动内孪晶界面或马氏体母相界面作再取向， 引起形状应变；取消外磁场使形状回复至单变体易磁化方向，称为磁 致，引起形状应变；取消外磁场使形状回复至单变体易磁化方向，称为磁 控形状记忆材料。 表示由温度和磁驱动的形状改变， 控形状记忆材料。图3表示由温度和磁驱动的形状改变，其中图 所示磁 表示由温度和磁驱动的形状改变 其中图3a所示磁 致伸缩材料在磁场作用下，由磁化矢量平行于磁场显示形状改变， 致伸缩材料在磁场作用下，由磁化矢量平行于磁场显示形状改变，图3b 所示一般形状记忆材料马氏体在外应力作用下由孪晶组织的再取向显示形 状改变，图3c所示磁控形状记忆材料马氏体在磁场作用下，和温度驱动 状改变， 所示磁控形状记忆材料马氏体在磁场作用下， 所示磁控形状记忆材料马氏体在磁场作用下 相似的机理，由孪晶界或马氏体-母相界面迁动作形状改变 母相界面迁动作形状改变。 相似的机理，由孪晶界或马氏体 母相界面迁动作形状改变。 反铁磁合金不显示宏观的磁性， 反铁磁合金不显示宏观的磁性，但是 类似于铁磁材料，在反铁磁转变温度以下， 类似于铁磁材料，在反铁磁转变温度以下，反铁磁转变会引起点阵的晶格
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1) 非热弹性马氏体
非热弹性马氏体相变热滞大、 温差大，相变时， 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。 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。 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。 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 的马氏体相变称为热弹性马氏体相变。分成两类：第一类是 热弹性马氏体相变 温度小，而且A 合金、 等合金； 温度小，而且 s>Ms，如AuCd(镉)合金、CuAlNi等合金；第二类是 s镉 合金 等合金 第二类是M Mf的间隔温度大，而且 s<Ms，如Fe3Pt、AuZn、CuZn、AgCd、NiAl 的间隔温度大，而且A 、 、 、 、 等合金。第一类热弹性马氏体，除温度滞后的大小外， 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 相变温度的关系和非热弹性马氏体相变一样，仍可用A 相变温度的关系和非热弹性马氏体相变一样，仍可用 s-Ms来表示温度滞 来表示， 后。第二类热弹性马氏体相变的温度滞后就不能用As-Ms来表示，而需用 第二类热弹性马氏体相变的温度滞后就不能用 Af-Ms来表示。这二类材料的马氏体，经重新加热至一定温度，可通过类 来表示。这二类材料的马氏体，经重新加热至一定温度， 似马氏体相变的方式转变为母相，称为逆马氏体相变 热滞小， 逆马氏体相变。 似马氏体相变的方式转变为母相，称为逆马氏体相变。热滞小，相界面随 温度升降能很快作往复运动， 温度升降能很快作往复运动，热弹性马氏体相变中母相晶体和马氏体都是 产生弹性变形，而且两相界面始终保持着良好的协调性。 产生弹性变形，而且两相界面始终保持着良好的协调性。
3) 半热弹性马氏体 热滞大，相界面能可逆迁动，施加一定条件可 热滞大，相界面能可逆迁动，
得到完全的形状记忆效应。 系合金(FeMnSi、FeMnSiCrNi、 得到完全的形状记忆效应。如FeMnSi系合金 系合金 、 、 FeMnSiCrN、 FeMnSiC、 FeMnSiCrNiCo、FeMnSiCr、FeMnSiCrNi)、 、 、 、 、 、 FeNi系合金 系合金(Fe31Ni0.4C、Fe(26-28)Ni12Co4Al0.4C、Fe33Ni10Co4Ti)。 系合金 、 、 。
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2) 热弹性马氏体
这类合金有NiTi系合金 系合金(NiTi、NiTiFe、NiTiCu、NiTiCo、NiTiNb、 这类合金有 系合金 、 、 、 、 、 NiTiZr)、β型铜基合金 型铜基合金(CuAlNi、CuAlNiTi、CuAlNiMn、CuZnAl、 、 型铜基合金 、 、 、 、 CuZnAlMn、CuZnAlNi、CuZn、CuZnSi、CuZnSn、CuZnAu)、其他 、 、 、 、 、 、 有色金属合金(AuCd、InTl、NiNb、CoNi、NiAl)、FeNiCoTi等。 有色金属合金 、 、 、 、 、 等
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1.马氏体相变与形状记忆效应 马氏体相变与形状记忆效应
马氏体相变是原子以无扩散、切变方式进行的。 马氏体相变是原子以无扩散、切变方式进行的。由于马氏体和母相的 结构、体积不同，相变前后必然导致材料的体积和形状的改变。 结构、体积不同，相变前后必然导致材料的体积和形状的改变。 1963年，美国海军军械研究室 年 美国海军军械研究室Buehler等偶然发现等原子 等偶然发现等原子Ni-Ti合金 等偶然发现等原子 合金 (当时作为阻尼材料开发研究 在室温 马氏体态 经形变 弯曲 、再经加热 当时作为阻尼材料开发研究)在室温 马氏体态)经形变 弯曲)、 当时作为阻尼材料开发研究 在室温(马氏体态 经形变(弯曲 (与点燃的香烟火苗接触 发生马氏体→母相逆相变后，自动回复母相态形 与点燃的香烟火苗接触)发生马氏体 与点燃的香烟火苗接触 发生马氏体→母相逆相变后， 于是命名为形状记忆 形状记忆。 状，于是命名为形状记忆。 陶瓷材料可借顺电-铁电或反铁电 铁电相变呈现驱动 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 铁电或反铁电 铁电相变呈现驱动， 金为小，但反应较迅速。磁控形状记忆材料在磁场作用下， 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T 以上，呈橡皮状行为， 向呈现驱动。高分子材料，在玻璃态转变温度 g以上，呈橡皮状行为，在 温度，冻结的高分子链段变为可动。 以下，应变消失， 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、 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 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)。 。
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加热和冷却的相变曲线形成一热滞 存在温度差。 回线， 回线，As-Ms存在温度差。当一定 形状的母相材料由A 以上冷却至M 形状的母相材料由 f以上冷却至 f 以下T 温度形成马氏体后， 以下 1温度形成马氏体后，在Mf以 下变形，经加热至A 以上(T ， 下变形，经加热至 f以上 2)，伴 随逆相变， 随逆相变，材料会自动回复其在母 相时的形状，称为单程形状记忆效 相时的形状，称为单程形状记忆效 如图2a所示 所示。 应，如图 所示。有的材料经适当 训练” “训练”后，不但对母相形状具有 记忆， 记忆，并且在再度冷却时能回复马 氏体变形后的形状，称为双程记忆 氏体变形后的形状，称为双程记忆 效应，如图2b所示 所示。 效应，如图 所示。