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記憶合金

時間:2017-05-06
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  記憶合金(Shape MemoryAlloys,),簡稱SMA,是一種在加熱升溫后能完全消除其在較低的溫度下發生的變形,恢復其變形前原始形狀的合金材料,即擁有“記憶"效應的合金。在航空航天領域內的應用有很多成功的范例。人造衛星上龐大的天線可以用記憶合金制作。

記憶合金材料

  19世紀70年代,世界材料科學中出現了一種具有“記憶”形狀功能的合金。記憶合金是一種頗為特別的金屬條,它極易被彎曲,我們把它放進盛著熱水的玻璃缸內,金屬條向前沖去;將它放入冷水里,金屬條則恢復了原狀。在盛著涼水的玻璃缸里,拉長一個彈簧,把彈簧放入熱水中時,彈簧又自動的收攏了。涼水中彈簧恢復了它的原狀,而在熱水中,則會收縮,彈簧可以無限次數的被拉伸和收縮,收縮再拉開。這些都由一種有記憶力的智能金屬做成的,它的微觀結構有兩種相對穩定的狀態,在高溫下這種合金可以被變成任何你想要的形狀,在較低的溫度下合金可以被拉伸,但若對它重新加熱,它會記起它原來的形狀,而變回去。

  這種材料就叫做記憶金屬。它主要是鎳鈦合金材料。例如,一根螺旋狀高溫合金,經過高溫退火后,它的形狀處于螺旋狀態。在室溫下,即使用很大力氣把它強行拉直,但只要鎳鈦記憶合金絲把它加熱到一定的“變態溫度”時,這根合金仿佛記起了什么似的,立即恢復到它原來的螺旋形態。

記憶合金原理

  一般認為,記憶合金由復雜的菱形晶體結構轉變成簡單的立方晶體結構時,就會發生形狀恢復的記憶。而當記憶合金恢復原形時伴隨產生極大的力,鎳鈦諾合金高達60公斤平方毫米,遠比最初變形時加的力大。一般說來,可達原變形的十倍,這就意味著輸出的能量比輸入的能量大得多??茖W家對此無法解釋,物理學家羅沙爾說:“熱力學定律一點沒有錯的地方,但這些定律就是不適合于鎳鈦諾??”。目前,很多學者認為,記憶合金之所以能恢復原來的形狀,是由于“記憶因子”的作用。通過相變過程自由能的研究與體積關系推導“記憶因子”。

記憶合金價格

  超彈形狀記憶合金  價格1000元/千克(價格來源網絡,僅供參考)

  鎳鈦記憶合金鈦線、鎳鈦合金彈簧線  價格900元/千克(價格來源網絡,僅供參考)

  高低溫記憶合金  西安鎳鈦記憶合金  價格1200元/千克(價格來源網絡,僅供參考)

記憶合金用途

  (1)利用單程形狀記憶效應的單向形狀恢復。如管接頭、天線、套環等。

  (2)外因性雙向記憶恢復。即利用單程形狀記憶效應并借助外力隨溫度升降做反復動作,如熱敏元件、機器人、接線柱等。

  (3)內因性雙向記憶恢復。即利用雙程記憶效應隨溫度升降做反復動作,如熱機、熱敏元件等。但這類應用記憶衰減快、可靠性差,不常用。

  (4)超彈性的應用。如彈簧、接線柱、眼鏡架等。

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