形状记忆材料有哪几类?

作者&投稿:尾之 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
形状记忆材料有哪几类~

形状记忆合金的具体应用如下。

工业应用:

(1)利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。如管接头、天线、套环等。
(2)外因性双向记忆恢复。即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升降做反复动作,如热敏元件、机器人、接线柱等。
(3)内因性双向记忆恢复。即利用双程记忆效应随温度升降做反复动作,如热机、热敏元件等。但这类应用记忆衰减快、可靠性差,不常用。
(4)超弹性的应用。如弹簧、接线柱、眼镜架等。

医学应用:

TiNi合金的生物相容性很好,利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。

高科技应用展望:

20世纪是机电学的时代。传感——集成电路——驱动是最典型的机械电子控制系统,但复杂而庞大。形状记忆材料兼有传感和驱动的双重功能,可以实现控制系统的微型化和智能化,如全息机器人、毫米级超微型机械手等。21世纪将成为材料电子学的时代。形状记忆合金的机器人的动作除温度外不受任何环境条件的影响,可望在反应堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手。
记忆合金 谈到合金,当然要讲最有趣的合金--记忆合金。金属具有记忆,是一个偶然的发现:60年代初,美国海军的一个研究小组从仓库领来一些镍钛合金丝做实验,他们发现这些合金丝弯弯曲曲,使用起来很不方便,于是就把这些合金丝一根根拉直。在试验过程中,奇怪的现象发生了,他们发现,当温度升到一定的数值时,这些已经拉直的镍钛合金丝突然又恢复到原来的弯曲状态,他们是善于观察的有心人,又反复做了多次试验,结果证实了这些细丝确实具?"记忆"。
美国海军研究所的这一发现,引起了科学界的极大兴趣,大量科学家对此进行了深入的研究。发现铜锌合金、铜铝镍合金、铜钼镍合金、铜金锌合金等也都具有这种奇特的本领。人们可以在一定的范围内,根据需要改变这些合金的形状,到了某一特定的温度,它们就自动恢复到自己原来的形状,而且这“改变--恢复”可以多次重复进行,不管怎么改变,它们总是能记忆自己当时的形状,到了这一温度,就丝毫不差地原形再现。人们把这种现象叫作形状记忆效应,把具有这种形状记忆效应的金属叫作形状记忆合金,简称记忆合金。
为什么这些合金能具有这种形状记忆效应?它们是怎样记住自己的原形?用一般金属键理论、自由电子理论是难以解释合金的这种记忆效应的。记忆合金在一定的温度条件下能回复到原形,为核外电子的运动--随温度变化的运动,提供了绝佳的例证。
正是由于合金的形成是在高温条件下液态金属的互熔,由于液态金属的结构元排异,导致了这种元素的结构元与另一种金属的结构元相互均布,凝固后,其微观结构是不同种类的结构元成比例的有序排列,电磁力是构成合金物体的主要内聚力。
电磁力是由价和电子的运转所形成,而电子的运转速率随温度条件而变化的,所以,物体内的电磁力(大小、方向、作用点)也是随温度条件而变化。由此导致了金属物体的内力随温度条件而变化,只是这些变化在小温差范围内不明显,只有在较大温度变化(几百摄氏度)时才有表现。
一般金属在受力后,能产生塑性变形,如一根铁丝被折弯了,在折弯部位,电磁力受到外力的干扰,导致产生电磁力的价和电子的运转平面作出微量调整,一次塑性变形就完成了。
记忆合金由于是不同种类的结构元相互掺和均布,尽管结构元的个子、电磁力的大小不同,但各自都加快了自身的价和运转,在一定的温度条件下相邻相安。在受到外力后,电磁力受到外力的干扰,价和电子的运转平面作出微量角度调整,物体产生塑性变形,在此塑性变形中,部分调整后的价和电子的运转是不舒展的。当温度条件变化时价和电子的速率随之变化,当温度回复到相安舒展的(转变温度)条件时,不舒展的价和电子的运转立即回复到当时的速率,电磁力随之发生变化,使相邻结构元的价和运转也都作出相应的调整,全部回复到原来的舒展状态,于是整个物体也都回复到了原来的状态。这就是记忆合金的记忆过程。
其实,金属的记忆早就被发现:把一根直铁丝弯成直角(90° ),一松开,它就要回复一点,形成大于90° 的角度。把一根弯铁丝调直,必须把它折到超过180°后再松开,这样它就能正好回复到直线状态,这就是中国成语中所讲的矫枉过正。还有记忆力更好的合金就是弹簧,(这里所说的是钢制弹簧,钢是铁碳合金)弹簧牢牢地记住了自己的形状,外力一撤除,马上回复到自己的原来的样子,只是弹簧的记忆温度很宽,不像记忆合金这样有一个特定的转变温度,从而有了一些特别的功用。
利用记忆合金在特定温度下的形变功能,可以制作多种温控器件,可以制作温控电路、温控阀门,温控的管道连接。人们已经利用记忆合金制作了自动的消防龙头--失火温度升高,记忆合金变形,使阀门开启,喷水救火。制作了机械零件的连接、管道的连接,飞机的空中加油的接口处就是利用了记忆合金--两机油管套结后,利用电加热改变温度,接口处记忆合金变形,使接口紧密滴水(油)不漏。制作了宇宙空间站的面积几百平米的自展天线--先在地面上制成大面积的抛物线形或平面天线,折叠成一团,用飞船带到太空,温度转变,自展成原来的大面积和形状。
记忆合金目前已发展到几十种,在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着用途,而且发展趋势十分可观,它将大展宏图、造福于人类。

高分子形状记忆材料,又叫做“有记忆功能的高聚物”,分为热塑性和热固性两类。这两类材料产生形状记忆效应的主要原理基本相同。这类高聚物在外力作用下,可以产生大的弹性形变,并且可以方便地降低温度使形变保持下来,但在施加某种刺激信号,如加热时,又可以恢复到原来的形态。这种变化称为形状记忆效应。在常温下是固体,加热后具有弹性的高聚物,一般说来都可能表现出一定形状记忆效应,所以形状记忆效应是材料科学中比较普遍的一种现象。

到目前为止,发现具有形状记忆效应的合金有20余种,但得到实际应用四只百Ni-Ti和Cu-Zn-Al系合金。前者抗蚀性好。疲劳寿命高,适用于人体植入、生物、航天及原子工程。后者价格低廉(仅为前者的1/10),加工性能好,可普遍应用于各工业领域。

近年来,形状记忆合金的应用领域不断扩大。例如,已做成喷气战斗机的液压系统导管;利用低质能源的固体发动机;航天工程上的可折叠宇航天线;医学上用的牙齿整畸弓丝;矫正脊椎骨的哈氏棒;电器工业上的自动触头,保安装置;控制上的热敏元件,温度开关;直至玩具和生活用品。

形状记忆合金的热处理主要是围绕其热弹性马氏体相变而展开的。形状记忆效应的含义是:某些具有热弹性马氏体相变动合金材料,在马氏体状态,进行一定限度的变形或变形诱发马氏体后,则在随后的加热过程中,当温度超过马氏体相消失的温度时,材料能完全恢复到变形前的形状和体积。

马氏体相变最初是在钢中发现的现象,并作为钢的热处理技术基础加以研究;而形状记忆合金的记忆效应则是靠材料中发生热弹性马氏体相变所产生的,它已成为马氏体相变领域中占据首要地位的研究课题,并开辟了马氏体应用研究的新领域。现在研究较多的有Ti-Ni,Au-Cd,Cu-Zn,Ag-Cd,Ni-Al,Co-Ni,Fe-Ni等十数个系列。马氏体相变是一种固态相变,是一种伪切变引起原子短程扩散的相变。通过对形状记忆合金的研究,认为只有在具备马氏体相变是热弹性的及马氏体属于对称性低的点阵结构,而母相晶体为对称性较高的立方点阵结构,并且大都是有序的等条件时才会有记忆效应。

具有形状记忆效应的合金称为记忆合金,其形状记忆效应产生的主要原因是相变。大部分形状记忆合金的相变是具有可逆性的热弹性马氏体相变,而温度和应力是热弹性马氏体相变的两个独立变量,因此,形状记忆合金的热处理是影响其形状记忆效应的关键因素之一。热处理工艺主要有以下几个方面。

1. 淬火热处理

母相(奥氏体)经高温迅速淬火会受到淬火空位和位错的交互作用而强化。温度越高强化也更为显著,淬火冷却速度增如也会强化母相,但过分强化又会影响马氏体转变的进行,从而影响记忆回复转变,一般要根据不同材料而选择不同的淬火介质。

2.热预变形处理

为了强化母相(奥氏体)提高滑够变形的抗力,但同时又不能使马氏体相变发生因难,除了合金元素的作用之外,热预变形也是一种有效的方法,即在高温获得奥氏体相后,再在高于Ms点以上温度进行热预变形,则既可以使母相奥氏体得到强化,同时又不产生马氏体,从而使合金的记忆效应得到明显提高。但热预变形温度过高会产生相反影响,使母相强度下降。在应变过程中产生滑移,从而降低记忆效应。同样,热预变形时应变量过大,会使母相内缺陷增多而降低记忆效应。

3. 循环热处理

形状记忆合金在某一温度范围内进行多次循环热处理,然后在室温下变形,则在回复温度下可具有不同程度的双向记忆效应。但时效及约束时效是指对合金施加一定的时效,也是诱发和改善双向形状记忆效应的好方法。

二.储氢合金的热处理

氢作为未来世界最好的二次能源,已越来越受到人们的广泛的关注。即使是在能源自足的当代,使用氢能源也有利于地球的环境保护,减小温室效应的威胁。氧的开发、运输、能源转换等一系列理论和技术问题都需要解决,储氢合金就是在这种情况下产生的。

金属氢化物按其氢键的性质可分为三类:共价键、离子键和金属键。储氢合金的显微组织和力学性能(硬度)均不同程度地影响其储氢特性。因此,储氢合金热处理的目的就在于通过改善其组织来提高其储氢性,主要有以下几类。

l. 凝固时的快淬热处理

凝固时的快速冷却(30m/s的铜轮或水冷铜铸型)可以得到细小的柱状晶组织,从而使储氢合金P-C-T曲线的氢压平台倾斜减小,循环寿命和水利化速度也大为提高。这是因为众多的晶界可释放点阵应力,缓解吸氢的体积变化,并可作为吸放氢时的扩散通道,从而提高了活化速度。同时,快速冷却也抑制了化学成分的不均匀性,改善了原子的有序性。

2.低温去应力热处理

储氢合金在凝固时快速冷却会导致组织中形成大量晶体缺陷和硬度升高,对其进行低温处现理可消你快淬点阵缺陷,降低合金的硬度,提高其韧性,抑制粉化和崩裂,从而提高合金和循环寿命。

3. 高温扩散处理

铸态下的储氢合金组织是不均匀的,存在着成分偏聚区。高温扩散处理有利于基体相的成分均匀化,从而减缓循环容量的衰减,提高循环寿命。

三.陶瓷材料的热处理

热处理对陶瓷材料的显微结构尤其是材料中的应力分布状态有明显的影响。通过热处理促使晶界上残留的玻璃相析出,提高品界耐火度,是有效提高陶瓷材料高温强度的措施之一。另外,经热处理获得所需晶界状态,从而改善陶瓷的传热性能,对提高抗热振性也有重要意义。

通过热处理改变材料中的应力分布状态,对玻璃陶瓷抗热振性能的改善有明显效果。Gbauer对铝硅酸盐玻璃的研究表胡,经淬火处理在材料表面引入压应力之后,与未经热处理的材料相比,其室温强度和临界热振温差都显著提高。研究表明,在临界热振温差之后的微裂纹亚临界扩展之后,残留强度又重新回升,并超过了材料的原始强度值,这是由于热振温差越过某一定值后,热振温差越大就越接近于淬火强化现象。玻璃陶瓷所具有的这种淬火强化现象,对于其实际应用具有重要意义。本文所述及的陶瓷不同于普通的民用陶瓷,由于其具有许多特殊性能而被称为特种陶瓷材料。对于特种陶瓷的热处理,其工艺过程也突破了金属材料中所使用的热处理工艺。一般地说,陶瓷的热处理主要是为了增加其韧性和抗热振损伤性能,它的热处理大致可分为以下几种操作;如煅烧、烧结、相变处理、表面(热)处理等。

烧结是陶瓷材料在高温下的致密化过程。随着温度的升高和热处理时间的延长,固体颗粒相互键联,晶粒长大,空隙和晶界逐渐减少,通过物质的传递,其总体体积收缩,密度增加,当达到一定温度和一定处理时间,颗粒之间结合力呈现极大值。超过极大值后,就会出现晶粒增大,机械强度减小的现象。此外,对于具有同素异构体的陶瓷材料,会在不同热处理温度下发生晶型和结晶形态变化(相变),从而达到增韧的效果。

表面热处理主要是通过改变材料表面的组成、结构状态等因素,改变表面的应力状态、表层的热学、力学性能等来影响陶瓷材料的抗热振性能。据报道,SiC/Al2O3复合材料经1450℃高温下长时间氧化后生成的表面氧化层可处于残余应力状态,且明显降低了表面传热系数值,从而增强了复合材料抗热振断裂能力。其原因主要是复合材料表面生成了高强、低模量、低热膨胀系数里呈多孔状微观结构的莫来石和少量氧化铝的氧化层。

从发展的趋势上看,高抗热振性的陶瓷材料正向着致密、高强化和多孔低密、轻质化两个方向发展。实际工作中,应根据材料的应用环境、服役条件及可靠性要求来选择材料,然后合理设计材料的显微结构,再考虑热处理和表面处理以便进一步改善抗热振性能。

四.金属间化合物材料的热处理

金属间化合物主要是指金属元素间、金属元素与类金属形成的化合物,各元素间既有化学计量的组分,但其成分又可在一定范围内变化而形成以化合物为基的固熔体。金属间化合物以其介于金属和阿瓷间的优异性能,而成为新型结构材料的重要分支,并获得广泛的应用。

l. 热处理方式

热处理的目的在于获得某种有序结构,以改善其塑性和韧性。主要有如下几种处理方式。

(1)高温均匀化退火 铸态下的金属间化合物一般存在着成分偏析和铸造应力,高温均匀化退火就是要消除铸造应力并使合金元素进一步扩散均匀,为下一步处理奠定良好的基础,该种处理一般在1000℃以上要持续十几个小时。

(2)油淬 为了增加金属间化合物的室温韧性,常常将其加热到晶形转变或相变温度,然后放入油中进行淬火处理,如对Fe-Al金属间化合物的典型处理工艺为:加热至1000℃,保温5h,然后置入700℃油中冷却。

(3)形变热处理 这是目前为增加金属间化合物韧性而进行的最有效的处理方式,主要是通过锻造、轧制、挤压等热形变处理,使其组织结构发生有利于增加韧性的方向转变。

金属间化合物的室温脆性问题一直是困扰这类材料应用的一个问题。同一成分的合金,由于加工方法不同及工艺参数的改变,最终的显微组织和力学性能可能相差甚远,在金属间化合物的制备中广泛采用了热机械处理工艺,采用这种方法能够得到一般加工处理所达不到的高强度与高塑性良好配合的产品。

2. 发展及应用前景

在金属材料中,金属间化合物一直用作金属基体的强化相。人们通过改变金属间化合物的种类、分布、析出状态以及相对含量等来达到控制基体材料性能的目的。由于具有许多独特的性能,金属间化合物本身作为一类新型材料正得到日益广泛的研究和开发。金属间化合物由于具有耐高温、抗腐蚀的性能,成为航空、航天、交通运输、化工、机械等许多工业部门重要结构材料;由于其具有声、光、电、磁等特殊物理性能,可作为半导体、磁性、储氢、超导等方面功能材料。特别是用作高温结构材料的有序金属间化合物,具有许多良好的力学性能和抗氧化、耐腐蚀以及比强度高等特性,由于其原子的长程有序排列和原子间金属健和共价键的共存,使其有可能兼具金属的塑性和陶瓷的高温强度,因而极具应用前景。

然而,金属间化合物的脆性妨碍了它的应用。直到80年代初,金属间化合物韧化研究取得两大突破性进展,一是日本材料科学研究所的和泉修等在脆性的多晶Ni3Al中加入了质量分数为0.02%~0.05%的B,使材料韧化,室温拉伸伸长率从近于0提高到40%~50%;二是美国橡树岭国家实验室发现了无塑性的六方D019结构的Co3V中,用Ni、Fe代替部分Co,可使其转变成面心立方的L12结构,脆性材料变成具有良好塑性的材料。这些进展使人们看到了金属间化合物高温结构材料的希望和前景,在世界范围内掀起一个研究热潮。

目前作为高温结构材料的有序金属间化合物,在国内外进行重点研究并取得重大进展的主要为Ni-Al、Ti-Al以及Fe-Al三个体系的A3R和AB型铝化物。

转自:中国机械网 (编辑:汕头中小在线)

参考资料:http://www.smegdst.cn/stnews.asp?id=9709

记忆金属
何为记忆金属(形状记忆合金)?
上个世纪70年代,世界材料科学中出现了一种具有“记忆”形状功能的合金。记忆合金是一种颇为特别的金属条,它极易被弯曲,我们把它放进盛着热水的玻璃缸内,金属条向前冲去;将它放入冷水里,金属条则恢复了原状。在盛着凉水的玻璃缸里,拉长一个弹簧,把弹簧放入热水中时,弹簧又自动的收拢了。凉水中弹簧恢复了它的原状,而在热水中,则会收缩,弹簧可以无限次数的被拉伸和收缩,收缩再拉开。这些都由一种有记忆力的智能金属做成的,它的微观结构有两种相对稳定的状态,在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状,在较低的温度下合金可以被拉伸,但若对它重新加热,它会记起它原来的形状,而变回去。这种材料就叫做记忆金属(memory metal)。它主要是镍钛合金材料。例如,一根螺旋状高温合金,经过高温退火后,它的形状处于螺旋状态。在室温下,即使用很大力气把它强行拉直,但只要把它加热到一定的“变态温度”时,这根合金仿佛记起了什么似的,立即恢复到它原来的螺旋形态。这是怎么回事?难道合金也具有人类那样的记忆力?

原来不是那么回事!这只是利用某些合金在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律而已。例如,镍-钛合金在40oC以上和40oC以下的晶体结构是不同的,但温度在40oC上下变化时,合金就会收缩或膨胀,使得它的形态发生变化。这里,40oC就是镍-钛记忆合金的“变态温度”。各种合金都有自己的变态温度。上述那种高温合金的变态温度很高。在高温时它被做成螺旋状而处于稳定状态。在室温下强行把它拉直时,它却处于不稳定状态,因此,只要把它加热到变态温度,它就立即恢复到原来处于稳定状态的螺旋形状了。

分类及应用
形状记忆合金可以分为三种:

(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。

三种记忆效应如下图所示。

目前已开发成功的形状记忆合金有TiNi基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等。

最早关于形状记忆效应的报道是由Chang及Read等人在1952年作出的。他们观察到Au-Cd合金中相变的可逆性。后来在Cu-Zn合金中也发现了同样的现象,但当时并未引起人们的广泛注意。直到1962年,Buehler及其合作者在等原子比的TiNi合金中观察到具有宏观形状变化的记忆效应,才引起了材料科学界与工业界的重视。到70年代初,CuZn、CuZnAl、CuAlNi等合金中也发现了与马氏体相变有关的形状记忆效应。几十年来,有关形状记忆合金的研究已逐渐成为国际相变会议和材料会议的重要议题,并为此召开了多次专题讨论会,不断丰富和完善了马氏体相变理论。在理论研究不断深入的同时,形状记忆合金的应用研究也取得了长足进步,其应用范围涉及机械、电子、化工、宇航、能源和医疗等许多领域。

形状记忆合金的具体应用如下。

工业应用:

(1)利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。如管接头、天线、套环等。
(2)外因性双向记忆恢复。即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升降做反复动作,如热敏元件、机器人、接线柱等。
(3)内因性双向记忆恢复。即利用双程记忆效应随温度升降做反复动作,如热机、热敏元件等。但这类应用记忆衰减快、可靠性差,不常用。
(4)超弹性的应用。如弹簧、接线柱、眼镜架等。

医学应用:

TiNi合金的生物相容性很好,利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。

高科技应用展望:

20世纪是机电学的时代。传感——集成电路——驱动是最典型的机械电子控制系统,但复杂而庞大。形状记忆材料兼有传感和驱动的双重功能,可以实现控制系统的微型化和智能化,如全息机器人、毫米级超微型机械手等。21世纪将成为材料电子学的时代。形状记忆合金的机器人的动作除温度外不受任何环境条件的影响,可望在反应堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手。
记忆合金 谈到合金,当然要讲最有趣的合金--记忆合金。金属具有记忆,是一个偶然的发现:60年代初,美国海军的一个研究小组从仓库领来一些镍钛合金丝做实验,他们发现这些合金丝弯弯曲曲,使用起来很不方便,于是就把这些合金丝一根根拉直。在试验过程中,奇怪的现象发生了,他们发现,当温度升到一定的数值时,这些已经拉直的镍钛合金丝突然又恢复到原来的弯曲状态,他们是善于观察的有心人,又反复做了多次试验,结果证实了这些细丝确实具?"记忆"。
美国海军研究所的这一发现,引起了科学界的极大兴趣,大量科学家对此进行了深入的研究。发现铜锌合金、铜铝镍合金、铜钼镍合金、铜金锌合金等也都具有这种奇特的本领。人们可以在一定的范围内,根据需要改变这些合金的形状,到了某一特定的温度,它们就自动恢复到自己原来的形状,而且这“改变--恢复”可以多次重复进行,不管怎么改变,它们总是能记忆自己当时的形状,到了这一温度,就丝毫不差地原形再现。人们把这种现象叫作形状记忆效应,把具有这种形状记忆效应的金属叫作形状记忆合金,简称记忆合金。
为什么这些合金能具有这种形状记忆效应?它们是怎样记住自己的原形?用一般金属键理论、自由电子理论是难以解释合金的这种记忆效应的。记忆合金在一定的温度条件下能回复到原形,为核外电子的运动--随温度变化的运动,提供了绝佳的例证。
正是由于合金的形成是在高温条件下液态金属的互熔,由于液态金属的结构元排异,导致了这种元素的结构元与另一种金属的结构元相互均布,凝固后,其微观结构是不同种类的结构元成比例的有序排列,电磁力是构成合金物体的主要内聚力。
电磁力是由价和电子的运转所形成,而电子的运转速率随温度条件而变化的,所以,物体内的电磁力(大小、方向、作用点)也是随温度条件而变化。由此导致了金属物体的内力随温度条件而变化,只是这些变化在小温差范围内不明显,只有在较大温度变化(几百摄氏度)时才有表现。
一般金属在受力后,能产生塑性变形,如一根铁丝被折弯了,在折弯部位,电磁力受到外力的干扰,导致产生电磁力的价和电子的运转平面作出微量调整,一次塑性变形就完成了。
记忆合金由于是不同种类的结构元相互掺和均布,尽管结构元的个子、电磁力的大小不同,但各自都加快了自身的价和运转,在一定的温度条件下相邻相安。在受到外力后,电磁力受到外力的干扰,价和电子的运转平面作出微量角度调整,物体产生塑性变形,在此塑性变形中,部分调整后的价和电子的运转是不舒展的。当温度条件变化时价和电子的速率随之变化,当温度回复到相安舒展的(转变温度)条件时,不舒展的价和电子的运转立即回复到当时的速率,电磁力随之发生变化,使相邻结构元的价和运转也都作出相应的调整,全部回复到原来的舒展状态,于是整个物体也都回复到了原来的状态。这就是记忆合金的记忆过程。
其实,金属的记忆早就被发现:把一根直铁丝弯成直角(90° ),一松开,它就要回复一点,形成大于90° 的角度。把一根弯铁丝调直,必须把它折到超过180°后再松开,这样它就能正好回复到直线状态,这就是中国成语中所讲的矫枉过正。还有记忆力更好的合金就是弹簧,(这里所说的是钢制弹簧,钢是铁碳合金)弹簧牢牢地记住了自己的形状,外力一撤除,马上回复到自己的原来的样子,只是弹簧的记忆温度很宽,不像记忆合金这样有一个特定的转变温度,从而有了一些特别的功用。
利用记忆合金在特定温度下的形变功能,可以制作多种温控器件,可以制作温控电路、温控阀门,温控的管道连接。人们已经利用记忆合金制作了自动的消防龙头--失火温度升高,记忆合金变形,使阀门开启,喷水救火。制作了机械零件的连接、管道的连接,飞机的空中加油的接口处就是利用了记忆合金--两机油管套结后,利用电加热改变温度,接口处记忆合金变形,使接口紧密滴水(油)不漏。制作了宇宙空间站的面积几百平米的自展天线--先在地面上制成大面积的抛物线形或平面天线,折叠成一团,用飞船带到太空,温度转变,自展成原来的大面积和形状。
记忆合金目前已发展到几十种,在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着用途,而且发展趋势十分可观,它将大展宏图、造福于人类。

形状记忆合金的研究、发现至今为止已有十几种记忆合金体系。包括Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等

形状记忆材料分为两类:一是单向形状记忆材料,又称单向记忆合金。它只能在方向上实现形状记忆效应,一次变形后只能恢复一次原形。二是双向形状记忆材料,又称双向记忆合金。它可以在两个方向上实现形状记忆效应,一次变形后可以恢复两次原形。


记忆金属应用有哪些?
形状记忆合金的机器人的动作除温度外不受任何环境条件的影响,可望在反应堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手。其他应用:1、钛镍形状记忆合金下尿路扩展支架 2、记忆合金食道支架 3、记忆合金作为防伪材料的应用 4、医用高强度记忆合金矫形棒 5、一种记忆合金薄壁管内支架 6、网格状记忆合金超...

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也就是说,记忆合金材料之所以会变形并恢复到原来的状态,是因为它在不同的温度区间记忆了晶体结构。因此,当它达到特定的温度时,就会变成相应的微观结构状态,形状也会发生相应的变化,每种记忆合金都有自己的“蜕变温度”,这是晶体形态变化的临界温度。就像下图所示的例子一样,做成螺旋状,...

记忆按内容分有什么种类
记忆按内容分别为形象记忆(感知过的事物形象)、情境记忆(亲身经历过的,有时地人和情节的事件)、情绪记忆(体验过的情绪和情感)、语义记忆(用词语概括的各种有组织的知识)、动作记忆(身体的运动状态和动作机能)。 记忆是人类心智活动的一种,属于心理学或脑部科学的范畴。记忆代表着一个人对过去活动、感受、经验的印...

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人的记忆是由什么形式和形态保存起来的?
这类记忆不需要意识的参与,是不自觉地提用的,涉及的大脑部分包括感官及运动神经网络、小脑、杏仁核、基底神经节及其他中脑部分。"什么事”的一类记忆,又称为“可言性记忆”或“明示式记忆”。这类记忆需要意识的参与:专心和集中注意力,涉及的大脑部分包括前额叶和颧叶的系统,包括海马体。这两类...

襄樊市19277549895: 形状记忆材料(徐祖耀著书籍) - 搜狗百科
暴琛酚麻:[答案] 合金的形状被改变之后,一旦加热到一定的跃变温度时,它又可以魔术般地变回到原来的形状,人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金.具体形状记忆合金种类有: Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-...

襄樊市19277549895: 什么是形状记忆效应?常用的形状记忆合金有哪些 -
暴琛酚麻: 1、形状记忆合金(Shape Memory Alloys,),简称SMA,是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形,恢复其变形前原始形状的合金材料,即拥有“记忆"效应的合金. 2、人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作.发射...

襄樊市19277549895: 什么材料叫形状记忆合金? -
暴琛酚麻: 记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金.这种合金在外力作用下会产生变形,当把外力去掉,在一定的温度条件下,能恢复原来的形状.由于它具有百万次以上的恢复功能,因此叫做"记忆合金".当然它不可能像人类大脑思维记忆,更准确地说应该称之为"记忆形状的合金".此外,记忆合金还具有无磁性、耐磨耐蚀、无毒性的优点,因此应用十分广泛.科学家们现在已经发现了几十种不同记忆功能的合金,比如钛-镍合金,金-镉合金,铜-锌合金等.

襄樊市19277549895: 什么是形状记忆树脂? -
暴琛酚麻: 形状记忆高分子材料就是在一定条件下被赋予一定的形状(起始态),当外部条件发生变化时,它可相应地改变形状并将其固定下来(变形态),如果外部环境以特定的方式和规律再一次发生变化,形状记忆高分子材料便可逆地恢复到起始态....

襄樊市19277549895: 常见的新型合金有哪些?各有什么特殊性能? - ____________________________________________________________________ --
暴琛酚麻:[答案] (1)形状记忆合金形状记忆合金是在60年代初期发现的,是一种特殊的合金,即使把它揉成一团,一旦达到一定温度它便能在瞬间恢复到原来的形状.最早研制的形状记忆合金是NiTi合金.由于NiTi合金成本昂贵,目前正在研制廉价的铜系形状记忆合...

襄樊市19277549895: 形状记忆合金的介绍 -
暴琛酚麻: “记忆合金”,即拥有“记忆效应的合金,在航空航天领域内的应用有很多成功的范例.人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作.发射人造卫星之前,将抛物面天线折叠起来装进卫星体内,火箭升空把人造卫星送到预定轨道后,只需加温,折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开,恢复抛物面形状.

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