记忆金属说课材料.ppt

《记忆金属说课材料.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、记忆金属材料工艺MaterialandTechnology记忆金属又叫形状记忆合金形状记忆合金(ShapeMemoryAlloys，简称SMA)是一种能够记忆原有形状的智能材料。当合金在低于相变态温度下，受到一有限度的塑性变形后，可由加热的方式使其恢复到变形前的原始形状，这种特殊的现象称为形状记忆效应（ShapeMemoryEffect，简称SME）。而当合金在高于相变态温度下，施以一应力使其受到有限度的塑性变形（非线性弹性变形）后，可利用直接释放应力的方式使其恢复到变形前的原始形状，此种特殊的现象又称为拟弹性（PseudoElasticity，简称PE）或超弹性（Sup

2、erElasticity），表现为这种合金能承载比一般金属大几倍甚至几十倍的可恢复应变。这两种形状记忆合金所拥有的独特性质在普通金属或合金材料上是无法发现的。记忆金属概述1.1记忆金属的定义CiciCopyrightReserved2材料工艺MaterialandTechnology原理记忆金属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。其高温相具有较高的结构对称性，通常为有序立方结构。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

3、”。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。记忆金属概述1.1记忆金属的定义CiciCopyrightReserved3材料工艺MaterialandTechnology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

4、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。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。记忆金属概述1.1记忆金属的定义CiciCopyrightReserved4材料工艺MaterialandTechnology特点总结1.弯曲量大，塑性高2.在记忆温度以上恢复以前形状。3.物理特性：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化。4.无磁性、耐磨耐蚀、无毒性记忆金属概述1.1记忆金属的定义CiciCopyrightReser

5、ved5材料工艺MaterialandTechnologyAu-CdAg-CdCu-ZnCu-Zn-AlCu-Zn-SnCu-Zn-SiCu-SnCu-Zn-GaIn-TiAu-Cu-ZnNiAlFe-PtTi-NiTi-Ni-PdTi-NbU-NbFe-Mn-Si记忆金属概述1.1记忆金属的定义至今为止发现的记忆合金体系CiciCopyrightReserved6材料工艺MaterialandTechnology早在1951年美国人在一次试验中偶然发现了金-镉合金有形状记忆特性，当时并未引起重视，1953年又在铟-铊合金发现这类效应，1963年发现镍-钛合金具有形状记忆

6、特性后，掀起了这类合金研究的热潮，并产生了多种实用化的新思想，新的形状记忆合金应运而生，后来还发现了具有双向记忆效应，即铆钉如用双向记忆合金制作时，把铆好的铆钉重新降温后，铆钉又会变直，记忆金属概述1.2记忆金属的发展CiciCopyrightReserved7材料工艺MaterialandTechnology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

7、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。记忆金属概述1.3记忆金属的应用CiciCopyrightReserved8材料工艺MaterialandTechnology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。记忆金属概述1.3记忆金属的应用CiciCopyrightReserved9材料工艺MaterialandTec