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鎳鈦記憶合金是什么

[ 信息發(fā)布:本站 | 發(fā)布時(shí)間:2019-09-12 | 瀏覽:8350 ]

形狀記憶合金是能將自身的塑性變形在某一特定溫度下自動(dòng)恢復為原始形狀的合金。

記憶合金除具有獨特的形狀記憶功能外,還具有耐磨損、抗腐蝕、高阻尼和超彈性等優(yōu)異特點(diǎn)。


伸縮率在20%以上。疲勞壽命達107次,阻尼特性比普通的彈簧高10倍,其耐腐蝕性?xún)?yōu)

于目前最好的醫用不銹鋼,因此可以滿(mǎn)足各類(lèi)工程和醫學(xué)的應用需求,是一種非常優(yōu)秀的

功能材料。


生產(chǎn)可應用于眼鏡腿、婦女文胸、手機天線(xiàn)、

婦女節育環(huán)、牙弓絲、儀器儀表等領(lǐng)域的高品質(zhì)記憶

合金絲。

1963年,美國海軍軍械研究室在一項試驗中需要一些鎳鈦合金絲,他們領(lǐng)回來(lái)的合金絲都是彎彎曲曲的。為了使用方便,于是就將這些彎彎曲曲的細絲一根根地拉直后使用。


在后續試驗中一種奇怪的現象出現了:當溫度升到一定值的時(shí)候,這些已經(jīng)被拉得筆直的合金絲,突然又魔術(shù)般地迅速恢復到原來(lái)彎彎曲曲的形狀,而且和原來(lái)的形狀絲毫不差。再反復多次試驗,每次結果都完全一致,被拉直的合金絲只要達到一定溫度,便立即恢復到原來(lái)那種彎彎曲曲的模樣。

就好像在從前被“凍”得失去知覺(jué)時(shí)被人們改變了形狀,而當溫度升高到一定值的時(shí)候,它們突然“蘇醒”過(guò)來(lái)了,又“記憶”起了自己原來(lái)的模樣,于是便不顧一切地恢復了自己的“本來(lái)面目”。

鎳-鈦合金在40oC以上和40oC以下的晶體結構是不同的,但溫度在40oC上下變化時(shí),合金就會(huì )收縮或膨脹,使得它的形態(tài)發(fā)生變化。

這里,40oC就是鎳-鈦記憶合金的“變態(tài)溫度”。各種合金都有自己的變態(tài)溫度。

記憶合金已用于管道結合和自動(dòng)化控制方面,用記憶合金制成套管可以代替焊接,方法是在低溫時(shí)將管端內全擴大約 4%,裝配時(shí)套接一起,一經(jīng)加熱,套管收縮恢復原形,形成緊密的接合。

美國海軍飛機的液壓系統使用了10萬(wàn)個(gè)這種接頭,多年來(lái)從未發(fā)生漏油和破損。船艦和海底油田管道損壞,用記憶合金配件修復起來(lái),十分方便。在一些施工不便的部位,用記憶合金制成銷(xiāo)釘,裝入孔內加熱,其尾端自動(dòng)分開(kāi)卷曲,形成單面裝配件。

記憶合金特別適合于熱機械和恒溫自動(dòng)控制,已制成室溫自動(dòng)開(kāi)閉臂,能在陽(yáng)光照耀的白天打開(kāi)通風(fēng)窗,晚間室溫下降時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。

記憶合金熱機的設計方案也不少,它們都能在具有低溫差的兩種介質(zhì)間工作,從而為利用工業(yè)冷卻水、核反應堆余熱、海洋溫差和太陽(yáng)能開(kāi)辟了新途徑?,F在普遍存在的問(wèn)題是效率不高,只有 4%~6%,有待于進(jìn)一步改進(jìn)。

記憶合金在醫療上的應用也很引人注目。

例如接骨用的骨板,不但能將兩段斷骨固定,而且在恢復原形狀的過(guò)程中產(chǎn)生壓縮力,迫使斷骨接合在一起。齒科用的矯齒絲,結扎腦動(dòng)脈瘤和輸精管的長(cháng)夾,脊柱矯直用的支板等,都是在植入人體內后靠體溫的作用啟動(dòng),血栓濾器也是一種記憶合金新產(chǎn)品。被拉直的濾器植入靜脈后,會(huì )逐漸恢復成網(wǎng)狀,從而阻止 95%的凝血塊流向心臟和肺部。



人工心臟是一種結構更加復雜的臟器,用記憶合金制成的肌纖維與彈性體薄膜心室相配合,可以模仿心室收縮運動(dòng)?,F在泵送水已取得成功。

由于記憶合金是一種“有生命的合金”,利用它在一定溫度下形狀的變化,就可以設計出形形色色的自控器件,它的用途正在不斷擴大。


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