一、什么是形狀記憶合金？

形狀記憶合金是一種新型功能材料，由兩種或兩種以上的金屬元素構(gòu)成，具備能夠在溫度和外力作用下產(chǎn)生形變的記憶功能，早在上個(gè)世紀(jì)30年代形狀記憶合金出現(xiàn)在人們的視野中，瑞典人奧蘭德發(fā)現(xiàn)金-鎘合金有形狀記憶特性，直到1963年，美國海軍工作人員比勒發(fā)現(xiàn)了鈦鎳合金，激起了世界對(duì)于形狀記憶合金的廣泛研究熱潮，至今發(fā)現(xiàn)了50多種形狀記憶合金。

二、形狀記憶合金分類

形狀記憶合金分類方式不止一種，今天為大家介紹兩種最基本的分類方式。按金屬元素構(gòu)成分類以及記憶合金性能分類。1.按金屬元素構(gòu)成分類形狀記憶合金按合金種類主要分為鎳鈦基形狀記憶合金（Ni-Ti SMA）、銅基形狀記憶合金（Cu SMA）、鐵基形狀記憶合金（Fe SMA）3類。其中，鎳鈦基形狀記憶合金包括Ni-Ti-Cu、Ni-Ti-Co、Ni-Ti-Fe、Ni-Ti-Nb等具有較高實(shí)用價(jià)值的記憶合金；銅基形狀記憶合金主要有Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Zn-Ga、Cu-Sn等種類；鐵基形狀記憶合金主要有Fe-Pt、Fe-Mn-Si、Fe-Ni-Co-Ti、Fe-Mn-Al-Ni、Fe-C-Mn-Si-Cr-Ni等種類。2.按按記憶合金性能分類形狀記憶現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是由相變引起，大部分形狀記憶合金相變具有熱彈性效應(yīng)，即在高溫狀態(tài)下顯現(xiàn)“記憶”特性。也就是說在低溫條件下金屬受外力作用發(fā)生形變，轉(zhuǎn)變成高溫條件下會(huì)恢復(fù)形變之前的狀態(tài)。一般稱高溫相被稱為母相，低溫相被稱為馬氏體相，按照記憶金屬在溫度和外力的作用下母相和馬氏體相的不同特征，我們把形狀記憶合金分為3類。

?鈦鎳（Ti-Ni）合金是最初發(fā)現(xiàn)的全方位形狀記憶合金，這種鈦鎳（Ti-Ni）合金在冷熱循環(huán)過程中，形狀可恢復(fù)到與母相剛好相反的形狀，反復(fù)循環(huán)的壽命會(huì)很長，平均只有數(shù)十個(gè)微米晶粒大小，因此不容易產(chǎn)生破裂。近40年的研究發(fā)現(xiàn)，鎳鈦合金是應(yīng)用最為廣泛的記憶合金，具備穩(wěn)定的超彈性和形狀記憶性，其寶貴性不言而喻。?

三、形狀記憶合金的應(yīng)用

1.醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
TiNi合金的生物相容性很好，利用其形狀記憶效應(yīng)和超彈性的醫(yī)學(xué)實(shí)例相當(dāng)多。如血栓過濾器、脊柱矯形棒、牙齒矯形絲、腦動(dòng)脈瘤夾、接骨板、髓內(nèi)針、人工關(guān)節(jié)、避孕器、心臟修補(bǔ)元件、人造腎臟用微型泵等。記憶合金在現(xiàn)代醫(yī)療中正扮演著不可替代的角色。記憶合金同我們的日常生活也同樣休戚相關(guān)。

2.航空航天領(lǐng)域

作為平衡直升機(jī)葉片螺距的裝置，也可用于探索宇宙奧秘的月球天線。

3.建筑領(lǐng)域

抗震裝置應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)的主動(dòng)阻尼控制。

綜上，在工程和建筑領(lǐng)域用 TiNi 形狀記憶合金作為隔音材料及探測(cè)地震損害控制的潛力已顯示出來。已試驗(yàn)了橋梁和建筑物中的應(yīng)用，因此作為隔音材料及探測(cè)損害控制的應(yīng)用已成為一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著薄膜形狀記憶合金材料的出現(xiàn)和開發(fā)利用，形狀記憶合金在智能材料系統(tǒng)中受到高度重視，應(yīng)用前景更廣闊。

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