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形象记忆合金是什么

发布时间:2024-06-14 04:16:38

『壹』 什么是形状记忆效应常用的形状记忆合金有哪些

记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金.这种合金在外力作用下会产生变形,当把外力去掉,在一定的温度条件下,能恢复原来的形状.由于它具有百万次以上的恢复功能,因此叫做"记忆合金".当然它不可能像人类大脑思维记忆,更准确地说应该称之为"记忆形状的合金".此外,记忆合金还具有无磁性、耐磨耐蚀、无毒性的优点,因此应用十分广泛.科学家们现在已经发现了几十种不同记忆功能的合金,比如钛-镍合金,金-镉合金,铜-锌合金等. 形状记忆合金可以分为三种: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. 三种记忆效应如下图所示. 目前已开发成功的形状记忆合金有TiNi基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等. 最早关于形状记忆效应的报道是由Chang及Read等人在1952年作出的记忆合金肋骨骨折接骨板 .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. 编辑本段形状记忆合金的具体应用工业应用(1)利用单程形状记忆效应的单向形状恢复.如管接头、天线、套环等. (2)外因性双向记忆恢复.即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升降做反复动作,如热敏元件、机器人、接线柱等. (3)内因性双向记忆恢复.即利用双程记忆效应随温度升降做反复动作,如热机、热敏元件等.但这类应用记忆衰减快、可靠性差,不常用. (4)超弹性的应用.如弹簧、接线柱、眼镜架等. 记忆合金材料镜架以记忆合金制成的弹簧为例,把这种弹簧放在热水中,弹簧的长度立即伸长,再放到冷水中,它会立即恢复原状.利用形状记忆合金弹簧可以控制浴室水管的水温,在热水温度过高时通过"记忆"功能,调节或关闭供水管道,避免烫伤.也可以制作成消防报警装置及电器设备的保安装置.当发生火灾时,记忆合金制成的弹簧发生形变,启动消防报警装置,达到报警的目的.还可以把用记忆合金制成的弹簧放在暖气的阀门内,用以保持暖房的温度,当温度过低或过高时,自动开启或关闭暖气的阀门.作为一类新兴的功能材料,记忆合金的很多新用途正不断被开发,例如用记忆合金制作的眼镜架,如果不小心被碰弯曲了,只要将其放在热水中加热,就可以恢复原状.不久的将来,汽车的外壳也可以用记忆合金制作.如果不小心碰瘪了,只要用电吹风加加温就可恢复原状,既省钱又省力,很是方便.管道结合和自动化控制方面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

『贰』 形状记忆合金是什么有哪些特点

形状记忆合金是由两种以上化学元素组成的原料。形状记忆合金是现阶段形状记忆原材料中形状记忆特性最好是的原材料。到迄今为止,大家早已发觉了50多种多样具备形状记忆效用的铝合金。航天航空行业的运用有很多取得成功的事例。航天器上极大的无线天线可以用记忆合金制成。在发送航天器以前,将抛物面天线伸缩放进通讯卫星中,火箭升空将航天器送至预订路轨后,只需加温。伸缩的卫星锅因为具备记忆力作用,当然进行,修复抛物面形状。

形状记忆合金的另一个关键特性是伪延展性(也称之为超延展性,superelasticity),主要表现为在外面力的作用下,形状记忆合金比一般金属材料具备更高的形变恢复力,即载入全过程中造成的大应变力会伴随着卸载掉而修复。这类特性广泛运用于医药学、工程建筑避震和日常日常生活。比如,前边提及的人工合成人体骨骼、伤骨固定不动充压器、口腔科矫正器等。与一般原材料相比,形状记忆合金制造的眼镜框可以承受较大的变形,而不会破坏(不适用形状记忆效用,只是在变形后温度修复)。

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『叁』 什么是记忆合金有什么作用

◆什么是记忆合金:
记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会产生变形,当把外力去掉,在一定的温度条件下,能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能,因此叫做"记忆合金"。当然它不可能像人类大脑思维记忆,更准确地说应该称之为"记忆形状的合金"。此外,记忆合金还具有无磁性、耐磨耐蚀、无毒性的优点,因此应用十分广泛。科学家们现在已经发现了几十种不同记忆功能的合金,比如钛-镍合金,金-镉合金,铜-锌合金等。

◆记忆合金的应用:
早期应用是管路接头,还有用于温度控制装置(譬如温度控制的疏水阀)、集成电路引线、汽车零件等等。

工业应用:
(1)利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。如管接头、天线、套环等。
(2)外因性双向记忆恢复。即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升降做反复动作,如热敏元件、机器人、接线柱等。
(3)内因性双向记忆恢复。即利用双程记忆效应随温度升降做反复动作,如热机、热敏元件等。但这类应用记忆衰减快、可靠性差,不常用。
(4)超弹性的应用。如弹簧、接线柱、眼镜架等。

医学应用:
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、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。

高科技应用展望:
20世纪是机电学的时代。传感——集成电路——驱动是最典型的机械电子控制系统,但复杂而庞大。形状记忆材料兼有传感和驱动的双重功能,可以实现控制系统的微型化和智能化,如全息机器人、毫米级超微型机械手等。21世纪将成为材料电子学的时代。形状记忆合金的机器人的动作除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。

『肆』 什么是记忆合金

70年代,世界材料科学中出现了一种具有“记忆”形状能力的合金。例如,一根螺旋状高温合金,经高温退火后,它的形状处于螺旋状态。在室温下,即使花很大力气把它强行拉直,但只要把它加热到一定的“变态温度”时,这根合金仿佛记起了什么似的,立即恢复到它原来的螺旋形态。这是怎么回事?难道合金也具有人那样的记忆力?

不!这只是利用某些合金在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律而已。例如,镍-钛合金在40℃以上和40℃以下的晶体结构是不同的,当温度在40℃上下变化时,合金就会收缩或膨胀,使形态发生变化。这里,40℃就是镍-钛合金的“变态温度”。各种合金都有自己的变态温度。上述那种高温合金的变态温度很高。在高温时它被做成螺旋状是处于稳定状态。在室温下把它强行拉直时,它却处于不稳定状态,因此,只要把它加热到变态温度,它就立即恢复到原来处于稳定状态的螺旋形状了。

至今,发现具有“记忆”形状能力的合金已达80种,有些已在某些领域获得实际应用。例如,通常的铆接必须从一边插入铆钉,在另一边用气锤将铆钉的头锤扁。但是,遇到封闭的容器或开口狭窄的容器,你根本无法深入到容器里去作业,这时可用“记忆合金”事前做成两头都是扁的铆钉,在低温下把一端的扁头硬压成插孔大小的圆柱状。铆接时,只要从低温箱中将铆钉取出,迅速插入被铆容器的插孔内,再把铆钉加热到变态温度以上,原先被压圆的一端便自动回复成扁形,这样就把容器牢固地铆紧了。用记忆合金接合断骨也很有发展前途。用金属材料接合断骨时,必须把它的两端在插入接孔后再弯成勾形,以防脱落。这一过程与订书钉将纸订合在一起很相似。可是这种操作会给病人增加很多痛苦。有了记忆合金后这个难题就迎刃而解了。事先在室温下将合金板制成两端都是倒勾形的,在低温下将其拉直成形(就像订书钉一样),再将冷冻的形合金接到断骨两端,合金受体温加热后立即恢复原状,从而把断骨牢牢接合在一起。

『伍』 什么是形状记忆合金

金和镉的合金有着特殊的“能耐”:当对它加热时,它像弹簧一样可以拉长或扭曲;冷却时,它保持着拉长或扭曲的形状;当再次加热时,它又恢复到拉长或扭曲前的形状。于是,人们就把这种材料叫做形状记忆材料或形状记忆合金。

在日本的儿童商店里畅销一种叫做“顽童入浴”的智力玩具,就是利用形状记忆材料制成的。当你将那个垂头丧气、手脚卷缩的玩偶置于温水中后,它立刻会头发直竖,手脚伸展,显露出一副欣喜若狂的样子;若将它从温水中取出,它就又恢复了原来的模样。

大家知道,当给普通金属施加外力或加热使它产生较大的变形(即超过弹性范围的塑性变形)后,若取消外力或者改变温度,金属通常是不会恢复原形的。但是形状记忆合金经过一定的塑性变形后,能在一定条件下(如再加热)自动恢复其原来的形状。这就是形状记忆合金不同于一般金属材料的独特之处。

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