形狀記憶合金 shape memory alloy
定義:具有形狀記憶效應(yīng)的合金。
學(xué)科:航空科學(xué)技術(shù)_航空材料
相關(guān)詞:形狀記憶效應(yīng) 磁控形狀記憶合金 馬氏體相變
【延伸閱讀】
形狀記憶合金是一類具有形狀記憶效應(yīng)的合金,包括鎳鈦基、銅基等50多種合金。所謂形狀記憶效應(yīng),是指材料能夠“記住”原來的形狀,并在一定條件(一般為溫度)下恢復(fù)初始形狀的特性。
形狀記憶效應(yīng)可分為三類:單程、雙程和全程。單程形狀記憶效應(yīng)指的是材料在低溫時發(fā)生不可逆的塑性變形,但加熱后可恢復(fù)原來的形狀。而具有雙程形狀記憶效應(yīng)的合金,不僅可以通過加熱恢復(fù)到初始的形狀,冷卻后還可以變形為低溫時的形狀。全程形狀記憶效應(yīng)是雙程的特例,該種合金經(jīng)加熱冷卻后變成的形狀與原本低溫時的形狀取向相反(如凸變凹)。
這種神奇的特性要?dú)w因于材料的馬氏體相變。形狀記憶合金在低溫和高溫時分別具有馬氏體和奧氏體兩種晶體結(jié)構(gòu),馬氏體相對柔軟而奧氏體更為剛硬,兩者之間的相互轉(zhuǎn)變即為形狀記憶效應(yīng)背后的秘密。能夠誘發(fā)這種轉(zhuǎn)變的,除了常見的溫度之外,還有應(yīng)力和磁性,它們?yōu)樾螤钣洃浐辖鹛峁┝烁嘣膽?yīng)用場景。
形狀記憶合金集感知與驅(qū)動于一身,是一種新型的智能材料,加之其具有的高阻尼、超彈性大變形等性能,如今已經(jīng)有了非常廣泛的應(yīng)用。在航空航天領(lǐng)域中,衛(wèi)星的可展開天線、飛機(jī)發(fā)動機(jī)的可變截面噴嘴等高精尖部件都采用了形狀記憶合金。在醫(yī)療領(lǐng)域中,鎳鈦基形狀記憶合金因其良好的生物相容性而被用于制造牙齒矯正絲,同時它也是應(yīng)力誘導(dǎo)形狀記憶效應(yīng)的獨(dú)特應(yīng)用。磁性誘導(dǎo)形狀記憶合金則因其快速反應(yīng)的性能而被用于制造高頻驅(qū)動器,可應(yīng)用于機(jī)器人和自動控制等領(lǐng)域中。在日常生活中,鋼絲胸罩和合金鏡框是形狀記憶合金應(yīng)用比較成熟的兩類產(chǎn)品,它們即使因碰撞而變形,也可以通過體溫或是熱水的加熱而恢復(fù)到初始的形狀。
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