材料学概论好

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1、材料学概论结业报告新材料、新工艺——形状记忆合金形状记忆合金摘要：形状记忆合金即记忆合金（简称MSE）,它是具有记忆效应的材料，MSE最先在金属材料屮发现，经过几十年的研究，已经揭示其巨大的使用价值，尤其是其具有兼传感和驱动的双重功能，越来越被科学家所看重。本文将从记忆合金的定义、发现、功能、分类、原理组成及其广大应用来全面介绍它。但由于自己专业涉足不深只好花重点篇幅介绍其简单的应用了，至于组成原理只好简单的从书中摘录而来，所以敬请原谅！关键词：合金记忆效应机理应用一：发现及定义1形状记忆合金的发现许

2、多重大的发现都源自于偶然事件。1961年，美国海军研究所的一个研究小组，花了不少精力将一批使用不便的乱如麻丝的鎳钛（Ni・Ti）合金丝一根根地拉直，并用在试验中。无意中发现，当温度升到一定值的时候，这些己被拉直的鎳钛合金丝，突然“记忆”起自己原来的模样又恢复到弯弯曲曲的状态，而口丝毫不差。经过反复试验，结果这一“变形恢复”的现彖可重复进行。那么什么是形状记忆合金（shapememoryalloy）呢？一般金屈材料受到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服点，就产生塑性变形，应力消除后留下永久变形。但有

3、些材料，在发牛了塑性变形后，经过合适的热过程，能够回复到变形前的形状，这种现象叫做形状记忆效应（SME）o具有形状记忆效应的金属一般是两种以上金属元素组成的合金，称为形状记忆合金（SMA）。所谓的记忆性状效应是指在一种状态下成型的了合金，如果在另一状态下（通常是指是在另一温度区间）给与没有弹性恢复力的形变，使具有另外一种状态，当其返回到第一种状态温度时，和技能自动恢复原先具有的状态。换句话说，合金再返回到原先的状态时，它能记得自己原先所具有的形状，因而人们把这种合金叫做形状记忆合金。二：形状记忆合金的

4、分类按照记忆效应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。按其复合基分类（1）镶性甚形状记忆合金、鎳钦基形状记忆合金不仅具有独特的记忆功能与超弹性功能，而且还具有优良的理化性能与优异的牛物相容性，其拉伸

5、强度、疲劳强度、剪切强度、冲击韧性均明显优于普通不锈钢，其生物相容性也远好于不锈钢及钻珞合金。在医学上，镶钦记忆合金用来制作固定断骨的销子和接骨板，利用生物体内的温度比室温高的特点，合金一旦植到体内，便会立即收缩，使断骨处紧紧相接。在航天方面，当人造卫星刚进人轨道以后，卫星天线因受太阳光的热辐射，由铁镰合金丝编织而成的折叠成很小体积的团状天线便会自动展开，恢复原来的大抛物面形状。(2)铜甚形状记忆合金新型高耐热铜基记忆合金在悴火条件下，热弹性逆变温度可高达°C。目前该合金的改进型止用于军工研究中。根据

6、铜基记忆合金产生相变宽滞后的条件并据此研制了宽滞后记忆管接头目前正在解决记忆管接头制备工艺问题及应用问题。(3)铁荟形状记忆合金铁基形状记忆合金具有良好的单程形习衍己忆效应和形状记忆完全性，合金屮銘、银元素的加人兼具良好的耐腐蚀性，可应用于石油输送管道接头和不易焊接的异种材料咖铝一铜，钢一陶瓷詹件的接头。三：组成及其机理总的讲合金之所以具有这种奇特的形状记忆效应，从本质上说，这是由合金微观结构固有的变化规律所决定的。通常，在固态的金属合金屮，原子时按一定的规律堆砌起来的。有的合金中，原子堆砌规律述可以

7、随温度的的改变而改变。如，在较高温度时，原子按某种规律堆积起来，当温度下降到某个低温时，原子就会改变自己的堆砌规律，而形成另一种堆砌结构(在有的合金中被叫做马氏体状态)。金属合金在固态状态下发生的这种微观结构上的变化就是所谓的“固态相变”，如冷却后是马氏体相，就称为马氏体相变。现就具体说说其具体变化过程。热弹性马氏体相变机理：在一般钢铁中，马氏体大多是在相当低的温度下,并在连续加热中由奥氏体转变而成的。具有马氏体型转变，并且马氏体向高温相转变初始温度Ms和高温相向马氏体转变温度As相差很小的合金，将其

8、冷却到Ms以下时，马氏体晶核随温度下降逐渐长大，温度回升这种马氏体又反过来同步地随温度的上升而缩小，这种马氏体叫做热弹性马氏体。热弹性马氏体相变机理：记忆合金的记忆效应是合金在冷却、加热和变形过程中发生热弹性马氏体相变所造成的。高温奥氏体相晶体在冷却Z后发生相变，转变为含有挛晶的低温马氏体相晶体，此时如受到外力作用，适合于变形的李晶部分将把不适合于变形的李晶部分侵蚀掉成为一个单晶，成为变形的马氏体。即在单向外力作用下，其中马氏体顺应应力方向发生再取向，造