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作者: 正反红(深圳)温控技术有限公司发表时间:2017-12-08 14:12:46浏览量:4350【小中大】
如果我说金属也有“记忆”,你是不是觉得不可思议?
一根金属居然能有“记忆”?纳尼?不是只有人和某些动物才有记忆的吗?金属怎么可能有“记忆”?哼哼,我读书少,你不要骗我。
哈哈,孤陋寡闻了吧。小编可没说谎。下面即将介绍的这种金属,它的确有“记忆”。之前不晓得没关系,今天小编就来让你长长见识。
那在说记忆合金前,首先来了解下金属。
金属是一类古老的材料。早在6000多年前,人类就已经发现并使用了金属铜。到公元前五世纪,中国已经大量炼铁和使用铁器。
金属之间的连结是金属键,一种金属可以跟另一种金属经过重组、改进,衍生出新的功能。
那如果金属在经过重组、改进后拥有跟人的大脑一样的“记忆”功能?它会是什么样的呢?
这里我们就要说到形状记忆合金了,一种有“记忆”的合金金属。
一、形状记忆合金
形状记忆合金(Shape Memory Alloys,),简称SMA,顾名思义,是一种具有“记忆”功能的合金材料,如果把它加热升温,它就会完全消除在较低温度下发生的变形,恢复它变形前的原始形状。另外,它也具有传感和驱动功能,是一种智能材料。
二、形状记忆原理
合金的形状记忆效应是一种特殊的热-机械行为,它是热弹性马氏体相变产生的低温相(马氏体)在加热时向高温相(奥氏体)进行可逆转变的结果。
三、形状记忆效应
形状记忆效应可分为三种:
1、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;
2、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;
3、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。
目前,已成功开发的形状记忆合金有钛镍基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金。
四、形状记忆合金优异性能
五、形状记忆合金发展历程
1932年,瑞典化学家奥兰德首次发现了在金镐(AuCd)合金中存在金属相变,合金的形状被改变后加热到高温能恢复到初始形状,即“记忆”效应。
1963年,美国海军武器实验室成功研制出了廉价、力学性能优异且具有优良的形状记忆效应的镍铁(NiTi)合金。
1969年,Raychem公司研发的形状记忆合金智能管接头被美国Grumman航空公司广泛应用于F-4喷气战斗机。
1971年,George B. Andrease将Ni-Ti合金用于医疗器械领域用作口腔正畸丝材。
20世纪90年代,形状记忆合金的发展和应用领域迅速扩大,在医疗、航天、航空和汽车行业开发应用的形状记忆合金产品显著增加,形状记忆合金相关制品的市场规模也在逐年扩大。
六、形状记忆合金应用
1、航天航空领域
2、生物医学领域
形状记忆合金在生物医学领域的应用还有诸如心脑血管支架、肺癌定位丝等。
(心脑血管支架)
(直径仅0.06mm的肺癌定位丝)
3、汽车工业领域
4、日常生活领域
形状记忆合金在日常生活领域的应用还有诸如空调百叶板。在空调排气口上装有百叶板,风向在制冷时向上、取暖时向下。
除此之外,形状记忆合金还可用作形状记忆合金勺、消防报警装置、机器蝙蝠等;
还可制成形状记忆合金温控弹簧,将其安装在热水器内,可自动调节水温,让出水温度始终恒定在人体适宜的温度,防止烫伤。
如今,形状记忆合金的应用领域越来越广泛,占市场比例份额逐年增加。
我国“十三五”战略也提出要大力发展形状记忆合金、钛合金等高端新材料。
未来,政策的支持+强大的科研团队+合金有待开发的潜能,形状记忆合金等高端新材料的发展一定会迈向一个全新的阶段。
形状记忆合金温控领域全球综合服务商