形状记忆合金的简介、应用与研究趋势

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1、形状记忆合金的简介、应用与研究趋势摘要作为新型功能材料的形状记忆合金，由丁•其特有性能——相变的形状记忆效应，在机械、电气、宇航、医疗卫生、H常生活等领域得到广泛应用。木文综述了形状记忆合金的发展概况，简耍介绍形状记忆合金的发展历史和在不同领域的应用现状，分析了当前形状记忆合金研究中存在的M题，指出了今后的发展趋势与研究方向。关键词：形状记忆合金，应用，发展趋势，SMA。BriefIntroduction,ApplicationandResearchTrendofShapeMemoryAlloyAbstract:Theshapememoryalloy(SMA)isanewfunctionalm

2、aterialwhichhasshapememoryeffectoftransformationandmakesthemsousefulformanyfields,suchasmechanical,electrical,aeronautical,medicalandhealthdomesticetc.Thegeneraldevelopmentoftheshapememoryalloy(SMA)issummarized,anditsapplicationsindifferentfieldsarebrieflyintroduced.A1so,problemsinthestudyofSMAatpre

3、sentareanalyzed.Finally,ThedevelopmentforegroundandresearchdirectionsofSMAinthefuturearepointedout.Keywords:shapememoryalloy,application,developmenttrend,SMA.1引言形状记忆合金(shapememoryalloy,SMA)是指一矣具有一定形状的合金，在低温下发生塑性形变并固定成另一种形状，当把它加热到某一临界温度以上，又可恢复初始形状。形状记忆合金具有的能够记住其原始形状的功能称为形状记忆效座(ShapeMemoryEffect,SME)o

4、2形状记忆合金的发展概况1938年，美国的Greningerh和Mooradian在Cu-Zn合金中发现了马氏体的热弹性转变。1951年，Chang和Read在Au_4715at%Cd合金中用光学显微镜观察到马氏体界面随温度的变化而发生迁动。这是最甲，观察到金属形状记忆效应的报道。1963年，美国海军武器实验室的Buehler等人发现等原子比的T-iNi合金具有优良的形状记忆功能丼成功研制出具有实用价值的形状记忆合金Nit-inolO以后，对形状记忆合金的研究从此进入了一个新的阶段。20世纪70年代，相继开发出了N-iTi基、Cu-A-1Ni基和Cu-Zn-Al基形状记忆合金；80年代幵发出了

5、Fe-Mn-Si基、不锈钢基等铁基形状记忆合金，20世纪80年代初，科研工作者突破了TiNi合金研究中的难点。从此以后，形状记忆合金开始广泛应用于生产、生活的各个领域。m3现今研究的主要形状记忆合金3.1NiTi基合金NiTi基合金巾丁表现出优良的形状记忆效应和超弹性、高的耐磨耐腐蚀性能以及特殊的生物相容性，而成为形状记忆合金家族中的佼佼者，是当今最具实用性的形状记忆合金系列。3.2Cu基合金铜基合金是继TiNi合金之后的又一•种实用性较强的形状记忆合金。与TINi合金相比，它容易加工、成木低，但也存在一些M题，主要是晶粒粗大,热稳定性差以及记忆性能易袞退等问题。3.3Fe基合金TiNi基合金

6、M然有优良的形状记忆效应，但价格较贵，加工困难。铜基合金价格低但性能却不稳定，因而铁基合金以其价格低廉、强度高、加工方便等特点引起工业界的重视。4形状记忆合金的应用4.1航空航天工业中的应用形状记忆合金已应用到航空航天和太空装置。直升飞机的智能水平旋翼中的形状记忆合金材料宵升飞机具有高震动和高噪声的特点，其噪声和震动的来源主要是叶片涡流干扰，以及叶片型线的微小偏差。0前已开发出一•种叶片的轨迹控制器，它是用一个小的双管形状记忆合金驱动器控制叶片边缘轨迹上的小翼片的位置，使其震动降到最低。在太空方面，俄罗斯制作的形状记忆合金装置已达到了实用水Y,如用于空间计划的大型天线和MTR空间站天线杆的连接

7、与装配。在美国，太空计划应用形状记忆合金的驱动捕销释放发射后的有效载荷。驱动插销用在预压气缸中，当形状恢复吋引起有凹U的插销断裂，它比常规的爆炸释放装置要安全得多。【3】4.2机械电子产品中的应用1970年美国用形状记忆合金制作F-14战斗机上的低温配合连接器，随后形状记忆合金作为低温配合连接器在飞机的液压系统中及体积较小的石汕、石化、电丄业产品中得到应用。另一•种连接件的形状是焊接的网状金属丝，