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形状记忆合金材料的发展动向

近年来,研究开发的记忆功能材料主要有形状记忆、温度记忆以及色彩记忆等多种,而以形状记忆合金材料发展最为迅速。由于形状记忆合金材料具有优越的性能及广阔的应用前景,因此它已成为21世纪重点开发的新材料之一。$$形状记忆合金是人们最早发现的记忆功能材料。早在20世纪50年代初期,美国伊利诺斯大学专家在试验中偶然发现金-镉合金具有记忆形状的功能,继而又发现铟-铊合金也有类似的记忆效应,但因其造价昂贵而未引起重视。直到1963年,美国海军武器研究所在研究镍-钛合金性能时又偶然发现该合金具有明显的形状记忆效应,同时还具有许多其它金属所不具备的独特优点,如优良的超弹性、耐腐蚀性和防振性等,从而引起了人们的重视,并开始对其进行研究。近年来,形状记忆合金随着科学技术的迅速发展而崭露头角,现已开发出几十种具有形状记忆功能的合金。目前已投入实用的形状记忆合金主要有镍-钛系、铜系和铁系(或不锈钢系)三大类。$$1、镍-钛系形状记忆合金$$镍-钛系合金是...  (本文共2页) 阅读全文>>

《当代化工研究》2019年03期
当代化工研究

神奇的织物——形状记忆合金在织物中的应用

1.引言随着经济和科技的快速发展,人们对于生活提出了越来越高的要求。环境温度的快速变化,使人们无法及时与温度变化保持一致而采取增加衣服或者减少衣服的措施。尤其对于婴儿等无自理能力的人群,温度的影响更大;同时,当处于一些极端情况下,例如消防员在处理火灾的时候,身上的消防服需要能够抵抗高温的影响,进而保护人体不会被伤害;另外,人们生活节奏的加快,使人们对于服装在满足舒适合体的同时,对易成型、易打理、不起皱提出了更高的要求。因此,设计一些智能织物,例如能够表现出对温度变化极度敏感、自动成型及熨平等,将极大的提高人们生活质量。在织物自动控温方面,研究者们也做了大量的工作。西安工程大学尝试在棉织物中加入环保聚脲微胶囊相变材料,通过胶囊状态的变化来调控温度,然而随着胶囊的被破坏,其调控能力逐渐减弱,而且相变温度过大,因此调控的灵敏度较低。华南理工大学采用三聚氰-甲醛作为微胶囊材料,效果虽好,但甲醛毒性太强,易对人体的造成伤害。形状记忆合金是...  (本文共3页) 阅读全文>>

《广州化工》2019年08期
广州化工

形状记忆合金:变回最初的“自己”

1969年7月20日,美国“阿波罗号”在究竟是什么让特殊合金材料恢复“记忆”?形月球上首次留下了人类的脚印,并状记忆金属强而轻,通常混合两种或更多的金属,具通过一个直径数米的半球形天线传回了来自月球的消有特殊性能。它们通过“编程”记住原来的形状,当息,搭建起地球与月球之间的信息之桥。这个庞然大受到弯曲或挤压,可以通过加热手段重新恢复到原物一般展开的天线,就是使用了形状记忆合金材料。来形状。这便是人们难以理解的金属形状记忆这种神奇的材料到达月球后,在阳光照射下,一效应。旦达到转变温度,天线便“记”起了自己的本来面而普通的金属材料没有形状记忆特性,是由于貌,变成一个半球。当其形状发生变化或者破损、断裂,在没有外力作用的情况下难以恢复原状。就算有外力干预,也很让特殊合金材料恢复“记忆”难能恢复原状。上世纪30年代,瑞典Arne Olander首次观察到“记忆”效应解密金-镉合金“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...  (本文共2页) 阅读全文>>

《科技视界》2019年13期
科技视界

形状记忆合金

1形状记忆合金的概况1. 1形状记忆合金发展史上世纪三十年代初,瑞典学者奥兰德第一次发现了一种特殊的金镉合金出现了前所未有的“记忆”特性,引起了他极大的兴趣,但由于当时的科学设备条件以及技术使得该发现未能得到重视;1938年,哈佛大学研究人员在铜锌合金中发现热弹性效应,仍未得到重视;1952年,Chang以及Read等人也发现金与镉按一定比例混合出的材料也具有一定的恢复形变的能力,并且在后续的实验中发现有些特殊的铜锌合金也有差不多的性质。时至上世纪六十年代初,美国海军机械研究所通过对镍与钛的混合材料研究发现其可以一定程度记忆原始形状并引起了材料科学界和工业界的极大重视。六十年代末,这种合金的特性第一次被运用到了工业之中,并且效果良好;1969年7月20日,美国将镍-钛形状记忆合金材料制成天线带上月球,推动了形状记忆合金在航空航天领域的发展;我国于上世纪80年代开始研制,虽然起步较晚,但截止到现在已经形成镍钛基、铜基及铁基的该类材...  (本文共2页) 阅读全文>>

《力学进展》2018年00期
力学进展

热致和磁致形状记忆合金循环变形和疲劳行为研究

1引言作为一种典型的智能材料,形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)因其特有的超弹性和形状记忆效应已经在很多领域得到了广泛的应用(Van Humbeeck 1999,Duerig et al.1999,Morgan 2004).在实际的服役过程中,形状记忆合金构件和器件通常会承受循环载荷的作用(包括温度循环、磁力循环和机械循环载荷以及它们之间的耦合),循环变形和疲劳失效行为是这些构件或器件疲劳寿命预测和可靠性评价中的关键问题,已得到了国内外研究者的广泛关注.众所周知,形状记忆合金的超弹性和形状记忆效应来自于该类材料特殊的、由温度场或应力(应变)场以及磁场的变化诱发的马氏体相变及其逆相变所致.因此,可以按照形状记忆合金的相变诱发方式将其分为两大类:由温度或应力(应变)场诱发的热致形状记忆合金,如近等原子比的Ni Ti形状记忆合金和高温Ni Ti X形状记忆合金;由温度、应力和磁场单独或共同诱发的磁致形状记...  (本文共82页) 阅读全文>>

《中国科技信息》2018年11期
中国科技信息

铜基形状记忆合金专利技术分析

随着科学技术的不断发展,人们发现“金属具有记忆能力”,并将其广泛地应用到仪器、电器、自动控制、汽车、航空、医疗、生物工程及机器人等各个领域。该合金具有两种重要特性:“形状记忆效应”(Shape Memory Effect,简称SME)和“超弹性”(Superelasticity,简称SE)。目前,应用较为广泛的形状记忆合金主要有三大类:Ni-Ti基形状记忆合金、铜基形状记忆合金和Fe基形状记忆合金。而铜基形状记忆合金,由于具有良好的导电、导热性能、价格低、相变温度范围广、工作温度高等优点,已成为除Ni-Ti基形状记忆合金外,较具有应用前景的形状记忆合金。铜基形状记忆合金概况合金分类及其性能从铜基形状记忆合金主要有Cu-Al-Ni,Cu-Zn-Al和Cu-Al-Mn三大类,三种合金的性能对比如表1所示。表1铜基形状记忆合金性能比较特征Cu-Al-Mn Cu-Al-Ni Cu-Zn-Al相变温度(℃)-200~200-200~170...  (本文共2页) 阅读全文>>