分析形状记忆合金在消防技术中的应用.pdf

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1、综述与交流■啊国麓晦2013年2月【文章编号]1673瑚38(2013)05—0290_02分析形状记忆合金在消防技术中的应用高健(广东产品质量监督检验研究院)摘要：随着科技的发展，具有特殊性能的形状记忆合金的应用越来越广泛，成为21世纪重点开发的新材料之一。它在很多方面都有着广阔的应用前景，其中也包括消防技术领域。本文以介绍形状记忆合金为基础，进一步探讨其在消防领域，包括防火阀、火灾报警、消防服装以及自动喷淋中的应用状况。关键词：形状记忆合金；消防技术；应用形状记忆合金作为高科技新材料记忆合金的一种，是指具有一定的初始形状，在低

2、温下可以进行塑性形变而成为另一种形状，再通过加热到达某一温度以上后又可恢复成初始状态的一种神奇的合金。它是人类最早发现的记忆功能材料，是20世纪50年代由美国伊利诺斯大学专家发现的。但当初由于其生产工程的复杂和造价的高昂而未引起足够重视。在后来的发展中，形状记忆合金以其防震性、超弹性等独特性能获得了人们的认可和重视。近年来，由于技术的发展，其应用范围更加广阔。在能源开发、家用电器、机器人、汽车、医疗器械等各领域都有广泛的应用，因而成为了当今功能材料界重点开发的新材料。由于形状记忆合金具有优秀的温度传感功能，即除温度外不受任何环境条

3、件的影响，并且其双程记忆效应有自动控制的可能，因而在消防技术领域中也有大范围的应用，下文就形状记忆合金在消防技术中的应用进行论述。1在防火阀中的应用防火阀作为防排烟设施中的一部分，在消防系统中占据着重要的地位。传统的防火阀以易熔合金为主要材料，其原理是将易熔合金用作熔断器，在使用过程中，如果温度达到防火阀设定的数值，如空调管道达到70℃，防排烟管道达到280℃时，易熔合金就会融化，防火阀自动关闭，以防止火势沿管道蔓延。但是，通过长久以来的应用，易熔合金的缺点渐渐暴露出来：①易熔合金成分中含有有毒的铅，当其融化时就会排出铅蒸汽，这种

4、气体一旦被人吸入，就会严重危害人的健康，同时也会对环境造成一定的污染。②由于技术等方面的欠缺，使得易熔合金的熔点和熔断温度之间出现了一定的差距，所以常常会出现未到融化温度防火阀就自动融化的情况，造成物力投资的浪费。③防火阀的安装位置多在较高的位置，因此当其融化而需要复位时所需的技术就比较复杂和困难，需投入更大的精力来进行复位工作，投资较大。为了解决传统的将易熔合金作为熔断器而产生的一系列问题，就需要采用新的材料。形状记忆合金的出现就很好地解决了这些问题。由于形状记忆合金具有双程记忆效应，因此，利用这一效应就可以制造出更为实用科学的

5、防火阀。运用形状记忆合金材料的防火阀的原理是这样的：将形状记忆合金作为防火阀的温度传感器，用其感温驱动效应控制防火阀。具体说来就是取代易熔合金，用形状记忆合金加弹簧来控制防火阀，除了在发生火灾时自动弹跳以关闭防火阀外，形状记忆合金还可在温度下降时自动打开通风，在常温下使防火阀自动复位。从而免去了更换易熔片的麻烦和财力消耗，并对人体和环境的不利影响降到最低。2在火灾报警中的应用形状记忆合金以其对温度的敏感性而在火灾报警中广泛应用，常常用在报警器等装置上。具体说来，形状记忆合金在火灾报警中是这样发挥作用的：将一个用形状记忆合金制作的温

6、度报警器放置在因摩擦等原因会出现温度升高的情况和易发生自燃的部位，在自然的状态下，报警器中的形状记忆合金片始终处于断开的位置，而当工作部位温度达到60～80℃，及达到火灾临界点温度时时，形状记忆合金会因状态的改变而进入工作状态，继而接通报警；当报警被处理或温度正常降低之后，形状记忆合金的温度会慢慢降低，合金片继而恢复到原来的形状，结束工作状态，断开与报警器的连接，停止报警动作。2013年2月■两目麓商综述与交流3在消防服装中的应用在消防技术中，除了一些硬性的技术问题，服装也是必须考虑的一大重要因素。因为消防服装是消防人员工作时穿着

7、的服装，如果消防服装的材料使用不当，如使用易燃的材料等，就极有可能对消防人员的人身安全造成极为不利的影响。虽然具有隔热性的织物因能在其纤维和结构内保持气袋的能力而可用于保护人们免于火灾之害，但是它的危害也是显而易见的，为了增强隔热能力，人们往往采取增加衣料层数的方式，这样做的结果就是反而增加了穿着者的热荷载，产生极大的热应力，严重影响工作效率。对消防人员来说，危害也就更大了。因而，要想既避免火灾的侵袭，又要舒适安全，使衣料产生最强的隔热性，就要运用新的科学技术，形状记忆合金的出现便解决了这一问题。其解决方法概括来说就是在两层衣料之

8、间导入膨胀的空气间隙，而这一空气间隙就是由形状记忆合金提供的，使用形状记忆合金主要运用其受热力的作用原理。在受到高温时，形状记忆合金中的马氏体就会发生变异形成奥氏体，当奥氏体在冷却后又向马氏体转变，而人们用肉眼看不出这两者之间的差别。形状记忆合金有