记忆合金的原理及应用.doc
摘要:随着科技的发展,带动了一系列新型材料的发展,记忆合金也得到快速的发展。由于其优良的特性。像:弯曲量大,塑形高,在记忆温度下恢复以前的形状,达到某一温度时内部晶体结构改变,其表现外部形状也改变。在各个方面有着广泛的用途。关键字:记忆合金原理分类应用上个世纪70年代,世界材料科学中出现了一种具有“记忆”形状功能的合金。记忆合金是一种颇为特别的金属条,它极易被弯曲1688批发网,我们把它放进盛着热水的玻璃缸内,金属条向前冲去;将它放入冷水里,金属条则恢复了原状。在盛着凉水的玻璃缸里,拉长一个弹簧发发库Sitemaps,把弹簧放入热水中时,弹簧又自动的收拢了。凉水中弹簧恢复了它的原状,而在热水中,则会收缩,弹簧可以无限次数的被拉伸和收缩,收缩再拉开。这些都由一种有记忆力的智能金属做成的,它的微观结构有两种相对稳定的状态,在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状记忆金属原因,在较低的温度下合金可以被拉伸,但若对它重新加热,它会记起它原来的形状,而变回去。这种材料就叫做记忆金属()。它主要是镍钛合金材料。例如,一根螺旋状高温合金,经过高温退火后,它的形状处于螺旋状态。在室温下,即使用很大力气把它强行拉直,但只要把它加热到一定的“变态温度”时,这根合金仿佛记起了什么似的,立即恢复到它原来的螺旋形态。
这只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而已。例如,镍-钛合金在40℃以上和40℃以下的晶体结构是不同的,但温度在40℃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,40℃就是镍-钛记忆合金的“变态温度”。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。关于记忆合金的原理现在还不十分清楚。一般认为,记忆合金由复杂的菱形晶体结构转变成简单的立方晶体结构时,就会发生形状恢复的记忆。而当记忆合金恢复原形时伴随产生极大的力,镍钛诺合金高达60公斤平方毫米,远比最初变形时加的力大。一般说来,可达原变形的十倍,这就意味着输出的能量比输入的能量大得多。科学家对此无法解释,物理学家罗沙尔说:“热力学定律一点没有错的地方记忆金属原因,但这些定律就是不适合于镍钛诺……”。目前,很多学者认为,记忆合金之所以能恢复原来的形状,是由于“记忆因子”的作用。通过相变过程自由能的研究与体积关系推导“记忆因子”。尽管,记忆合金具体原理人不明确,但其应用已相当普遍。
根据记忆合金的恢复特性人们将记忆合金分为了三类。(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,记忆合金已用于管道结合和自动化控制方面,用记忆合金制成套管可以代替焊接,方法是在低温时将管端内全扩大约4%,装配时套接一起,一经加热,套管收缩恢复原形,形成紧密的接合。美国海军飞机的液压系统使用了10万个这种接头,多年来从未发生漏油和破损。船舰和海底油田管道损坏,用记忆合金配件修复起来记忆合金的原理及应用.doc,十分方便。在一些施工
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