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超級形狀記憶合金溫控鈦合金彈簧
2022-03-25 10:54:42
如果我說金屬也有“記憶”，你是不是覺得不可思議?
一根金屬居然能有“記憶”?納尼?不是只有人和某些動物才有記憶的嗎?金屬怎么可能有“記憶”?哼哼，我讀書少，你不要騙我。
哈哈，孤陋寡聞了吧。小編可沒說謊。下面即將介紹的這種金屬，它的確有“記憶”。之前不曉得沒關(guān)系，今天小編就來讓你長長見識。
那在說記憶合金前，首先來了解下金屬。
金屬是一類古老的材料。早在6000多年前，人類就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并使用了金屬銅。到公元前五世紀，中國已經(jīng)大量煉鐵和使用鐵器。
金屬之間的連結(jié)是金屬鍵，一種金屬可以跟另一種金屬經(jīng)過重組、改進，衍生出新的功能。
那如果金屬在經(jīng)過重組、改進后擁有跟人的大腦一樣的“記憶”功能?它會是什么樣的呢?
這里我們就要說到形狀記憶合金了，一種有“記憶”的合金金屬。
一、形狀記憶合金
形狀記憶合金(Shape Memory Alloys,)，簡稱SMA，顧名思義，是一種具有“記憶”功能的合金材料，如果把它加熱升溫，它就會完全消除在較低溫度下發(fā)生的變形，恢復(fù)它變形前的原始形狀。另外，它也具有傳感和驅(qū)動功能，是一種智能材料。
二、形狀記憶原理
合金的形狀記憶效應(yīng)是一種特殊的熱-機械行為，它是熱彈性馬氏體相變產(chǎn)生的低溫相(馬氏體)在加熱時向高溫相(奧氏體)進行可逆轉(zhuǎn)變的結(jié)果。
三、形狀記憶效應(yīng)
形狀記憶效應(yīng)可分為三種：
1、單程記憶效應(yīng)：形狀記憶合金在較低的溫度下變形，加熱后可恢復(fù)變形前的形狀，這種只在加熱過程中存在的形狀記憶現(xiàn)象稱為單程記憶效應(yīng);
2、雙程記憶效應(yīng)：某些合金加熱時恢復(fù)高溫相形狀，冷卻時又能恢復(fù)低溫相形狀，稱為雙程記憶效應(yīng);
3、全程記憶效應(yīng)：加熱時恢復(fù)高溫相形狀，冷卻時變?yōu)樾螤钕嗤∠蛳喾吹牡蜏叵嘈螤?，稱為全程記憶效應(yīng)。
目前，已成功開發(fā)的形狀記憶合金有鈦鎳基形狀記憶合金、銅基形狀記憶合金、鐵基形狀記憶合金。
四、形狀記憶合金優(yōu)異性能
五、形狀記憶合金發(fā)展歷程
1932年，瑞典化學(xué)家奧蘭德首次發(fā)現(xiàn)了在金鎬(AuCd)合金中存在金屬相變，合金的形狀被改變后加熱到高溫能恢復(fù)到初始形狀，即“記憶”效應(yīng)。
1963年，美國海軍武器實驗室成功研制出了廉價、力學(xué)性能優(yōu)異且具有優(yōu)良的形狀記憶效應(yīng)的鎳鐵(NiTi)合金。
1969年，Raychem公司研發(fā)的形狀記憶合金智能管接頭被美國Grumman航空公司廣泛應(yīng)用于F-4噴氣戰(zhàn)斗機。
1971年，George B. Andrease將Ni-Ti合金用于醫(yī)療器械領(lǐng)域用作口腔正畸絲材。
20世紀90年代，形狀記憶合金的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴大，在醫(yī)療、航天、航空和汽車行業(yè)開發(fā)應(yīng)用的形狀記憶合金產(chǎn)品顯著增加，形狀記憶合金相關(guān)制品的市場規(guī)模也在逐年擴大。
六、形狀記憶合金應(yīng)用
1、航天航空領(lǐng)域
2、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
形狀記憶合金在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還有諸如心腦血管支架、肺癌定位絲等。
3、汽車工業(yè)領(lǐng)域
4、日常生活領(lǐng)域
形狀記憶合金在日常生活領(lǐng)域的應(yīng)用還有諸如空調(diào)百葉板。在空調(diào)排氣口上裝有百葉板，風(fēng)向在制冷時向上、取暖時向下。
除此之外，形狀記憶合金還可用作形狀記憶合金勺、消防報警裝置、機器蝙蝠等;
還可制成形狀記憶合金溫控彈簧，將其安裝在熱水器內(nèi)，可自動調(diào)節(jié)水溫，讓出水溫度始終恒定在人體適宜的溫度，防止?fàn)C傷。
如今，形狀記憶合金的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，占市場比例份額逐年增加。
我國“十三五”戰(zhàn)略也提出要大力發(fā)展形狀記憶合金、鈦合金等高端新材料。
未來，政策的支持+強大的科研團隊+合金有待開發(fā)的潛能，形狀記憶合金等高端新材料的發(fā)展一定會邁向一個全新的階段。
