最新形状记忆合金教学PPTppt课件.ppt

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1、形状记忆合金教学PPT（a）（b）（c）（d）一：形状记忆合金的应用背景二：形状记忆合金的记忆原理三：形状记忆合金的功能特点四：形状记忆合金的应用五：形状记忆合金的发展前景记忆高温相状态下的形状，即当该材料在低温下变形后，在加热到较高温度，逆转变为高温相时，变形可以完全消失，并恢复到变形前高温相状态下的形态。这种现象称为形状记忆效应（ShapeMemoryEffect简称SME）。具有形状记忆效应的材料，称为形状记忆合金（ShapememoryAlloy简称SMA）。什么是形状记忆效应？形状记忆效应是热弹性体马氏体相变产生

2、的低温相在加热时向高温相进行可逆转变的结果。形状记忆合金记忆原理Gγ－MGM－γTcMsAsGγGM从微观来看形状记忆合金记忆原理从宏观来看单程记忆效应：在马氏体状态下受力变形，加热时恢复高温相形状，冷却时不恢复低温相形状。双程记忆效应：加热时恢复高温形状，冷却时恢复低温形状，即通过温度升降自发地可逆地反复恢复高低温的形状。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高温相形状。这是一种特殊的双程记忆效应。形状记忆合金分类Ti—Ni系形状记忆合金:优良的力学性能,生物相容性好。生物医学材料铜基系形状记

3、忆合金：易成型、价格低。应用广泛铁基系形状记忆合金：强度高、加Cr、Ni后能防腐不锈。钢管的接头形状记忆合金举例集传感、驱动、控制、换能于一身机械性质优良，能恢复的形变可高达10％，而一般金属材料只有0.1％以下有确定的转变温度镍~钛50℃在加热时产生的回复应力非常大，可达500MPa对环境适应能力强，不受温度以外的其他因素影响无振动噪声，无污染抗疲劳回忆变形500万次不疲劳变形形状记忆合金特性形状记忆合金在航空航天中的应用宇宙飞船登月之后，为了将月球上收集到的各种信息发回地球，必须在月球上架设直径为好几米的半月面天线。要

4、把这个庞然大物直接放入宇宙飞船的船舱中几乎是不可能。但利用形状记忆合金则能使其成为可能。先用镍钛合金在高温下制成半球形的月面天线（这种合金非常强硬，刚度很好），再让天线冷却到28℃以下。这时，合金内部发生了结晶构造转变，变得非常柔软，所以很容易把天线折叠成小球似的一团，放进宇宙飞船的船舱里。到达月球后，宇航员把变软的天线放在月面上，借助于阳光照射或其他热源的加热使环境温度超过奥氏体相变温度，这时天线犹如一把折叠伞那样自动张开，成为原先定形的抛物状天线，迅速投入正常的工作。月面天线航天飞机释放的膨胀月面天线形状记忆合金在航空

5、航天中的应用形状控制被认为是航空工业中的智能结构中非常有前景的一项应用。通过形状记忆合金复合材料的传感与驱动功能可直接导致飞行器结构形状的改变，大大地减轻飞行器的重量。同时这种飞行器自适应形状结构可以增大航程，减少摩擦，提高空气弹性变形特性。这是因为自适应智能机翼具有连续的自适应表面，可以延缓空气分叉，因此可以减少摩擦和增加爬升力。图为NASA中心制作完成了30%比例的智能机翼模型。在高速度、等角机翼后缘控制等实飞条件下取得到了成功。形状记忆合金在航空航天中的应用自适应智能机翼形状记忆合金在航空航天中的应用自适应智能旋翼形

6、状记忆合金可应用于直升飞机的智能水平旋翼．由于直升飞机的高震动和高噪声使使用受到限制。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差。这就需要一种平衡叶片螺距的装置，使各叶片能精确地在同一平面旋转。目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。形状记忆元件具有感温和驱动双重功能，因此可制作用于航天空间探索的智能机械手。手指和手腕靠Ti-Ni合金螺旋弹簧的伸缩实现开闭和弯曲动作，肘和肩是靠直线状Ti-Ni合金丝的伸缩实现弯曲动作。各个形状

7、记忆合金元件都由直接通上的脉宽可调电流加以控制。这种机械手的最大特点是小型化，非常适于航天的无人操作活动。其另一个重要特征是动作柔软，非常接近人手的动作,可完成许多细腻的工作，如取出鸡蛋等。形状记忆合金在航空航天中的应用智能机械手形状记忆合金在航空航天中的应用智能机械手2004年初登上火星的探测机器人“勇气”号、“机遇”号记忆铆钉形状记忆合金在航空航天中的应用在飞机的制造工艺中，需要用大量的连接件如铆钉和螺栓进行连接或紧固。采用形状记忆合金制作紧固销钉，将是飞机制造业中的一项崭新的工艺技术。它可以在某些很难进行操作的场合(

8、如在密闭真空中),较容易地实现材料的链接和紧固。铆钉尾部记忆成型为开口状,紧固前,将铆钉在干冰中冷却后把尾部拉直,插入被紧固件的孔中,温度上升产生形状恢复,铆钉尾部叉开即可实现紧固。形状记忆合金在航空航天中的应用奥氏体相下的紧缩套管马氏体相下的膨胀套管记忆合金管接头升温在飞机上通常装有各种不同直径的管道