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形狀記憶合金(shape memory alloys,SMA)是通過熱彈性與馬氏體相變及其逆變而具有形狀記憶效應(yīng)(shape memory effect,SME)的由兩種以上金屬元素所構(gòu)成的材料。形狀記憶合金是目前形狀記憶材料中形狀記憶性能最好的材料。迄今為止,人們發(fā)現(xiàn)具有形狀記憶效應(yīng)的合金有50多種。至今為止發(fā)現(xiàn)的記憶合金體系:Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等。
不銹鋼(Stainless Steel as Biomedical Material)為鐵基耐蝕合金,是最早開發(fā)的生物醫(yī)用合金之一,其特點(diǎn)是易加工、價格低廉,耐蝕性和屈服強(qiáng)度可以通過冷加工提高,避免疲勞斷裂。不銹鋼按顯微組織可分為:奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、沉淀硬化型不銹鋼等。不銹鋼永久性的彎折后,沒辦法返回原先的模樣。但形狀記憶合金具有變形恢復(fù)能力,是因?yàn)樽冃芜^程中材料內(nèi)部發(fā)生的熱彈性馬氏體相變。形狀記憶合金中具有兩種相:高溫相奧氏體相,低溫相馬氏體相。根據(jù)不同的熱力載荷條件,形狀記憶合金呈現(xiàn)出兩種性能。形狀記憶合金具有形狀記憶效應(yīng)(shape memory effect),以記憶合金制成的彈簧為例,把這種彈簧放在熱水中,彈簧的長度立即伸長,再放到冷水中,它會立即恢復(fù)原狀。
利用形狀記憶合金彈簧可以控制浴室水管的水溫:在熱水溫度過高時通過“記憶”功能,調(diào)節(jié)或關(guān)閉供水管道,避免燙傷。也可以制作成消防報警裝置及電器設(shè)備的保險裝置。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時,記憶合金制成的彈簧發(fā)生形變,啟動消防報警裝置,達(dá)到報警的目的。還可以把用記憶合金制成的彈簧放在暖氣的閥門內(nèi),用以保持暖房的溫度,當(dāng)溫度過低或過高時,自動開啟或關(guān)閉暖氣的閥門。形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)還廣泛應(yīng)用于各類溫度傳感器觸發(fā)器中。在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有很多成功的范例。人造衛(wèi)星上龐大的天線可以用記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前,將拋物面天線折疊起來裝進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi),火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后,只需加溫,折疊的衛(wèi)星天線因具有“記憶”功能而自然展開,恢復(fù)拋物面形狀。
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