记忆合金(10与15).pptVIP

形状记忆合金的应用 春花秋月 什么是形状记忆合金？ 记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能，因此叫做记忆合金。当然它不可能像人类大脑思维记忆，更准确地说应该称之为记忆形状的合金。此外，记忆合金还具有无磁性、耐磨耐蚀、无毒性的优点，因此应用十分广泛。科学家们现在已经发现了几十种不同记忆功能的合金，比如钛－镍合金，金－镉合金，铜－锌合金等。 形状记忆合金的发现 形状记忆合金的历史 某些合金中具有形状记忆效应这一现象的发现，可以追溯列1938年美国哈佛大学的A.B.Greningerh和Mooradian在Cu—Zn合金中发现了马氏体的热弹性转变,即在加热与冷却过程中，马氏体会随之收缩与长大。1918年前苏联学者Kerdjumov曾预测到有一部分具有马氏体相变的合金会出现热弹性马氏体相变。1951年张禄经和T．A．Read报道了原子比为1：l的CsCl型AuCd合金在热循环中会反复出现可逆相变。 数年后．T．A．Read又和M．W．Burkard在InTi合金中发现了同样纳可逆相变。一直到60年代初，这种观察到的形状记忆效应只看作是个别材料的特殊现象。甚至在1958年布鲁塞尔国际博览会上展出过用AuCd合金制作的重物升降机，都未引起足够的注意。直到1963年发现TiNi合金具有形状记忆效应之后，对形状记忆合金材料的研究才进入了一个新的阶段。 70年代初，又发现AuAlNi合金也具有良好的形状记忆效应。到1975年左右，相继开发出具有形状记忆效应的合金达20多种。近几年在不少铁基合金、尤其是FeMnSi基合金和不锈钢中也发现了形状记忆效应，有些很快在工业界获得了应用。1975年至1980年左右，对形状记忆合金的形状记忆效应机制、以及和形状记忆效应密切相关的相变伪弹性效应，或叫超弹性、拟弹性(Pseudoe－lasticity)机制开展了世界规模的研究。研究中发现，凡是具有完全形状记忆效应的合金都具有相变伪弹性效应，有的合金可以实现双程形状记忆效应(Two Way Shape Memory Effect)，有的可以实现全方位形状记忆效应(All Round Shape Memory Effect)，有的可以实现逆向形状记忆效应(Inverse Shape Memory Effect)．还发现TiNi合金等在相变过程中存在着中间相，利用中间相相变的可逆性，不仅大大地缩小了温度滞后，且大幅度地改善了材料的疲劳寿命和记忆效应的稳定性．双程形状记忆效应、全方位形状记忆效应、R相变等现象的发现，为形状记忆合金的应用开拓了更广阔的前景。  形状记忆合金的特点 形状记忆合金材料是一种新型的功能材料，其特点是在一定的外力作用下可以改变其形态(形状和体积)，但当温度升高到某一定值时，它又可完全恢复原来的形态。 合金具有“记忆”的原因 据科学家推测，金属的结晶状态，在被加热时和冷却时是不同的，虽然外表没有变化，然而在一定温度下，金属原子的排列方式会发生突变，这称为相变。能引起记忆合金形状改变的条件是温度。分析表明，这类合金存在着一对可逆转变的晶体结构。如含有Ti和Ni各为50％的记忆合金，有两种晶体结构，一种是菱形的，另一种是立方体的，这两种晶体结构相互转变的温度是一定的。高于这一温度，它会由菱形结构转变为立方体结构；低于这一温度，又由立方体结构转变为菱形结构。晶体结构类型改变了，它的形状也就随之改变。 记忆合金记忆过程 记忆合金由于是不同种类的结构元相互掺和均布，尽管结构元的个子、电磁力的大小不同，但各自都加快了自身的价和运转，在一定的温度条件下相邻相安。在受到外力后，电磁力受到外力的干扰，价和电子的运转平面作出微量角度调整，物体产生塑性变形，在此塑性变形中，部分调整后的价和电子的运转是不舒展的。当温度条件变化时价和电子的速率随之变化，当温度回复到相安舒展的（转变温度）条件时，不舒展的价和电子的运转立即回复到当时的速率，电磁力随之发生变化，使相邻结构元的价和运转也都作出相应的调整，全部回复到原来的舒展状态，于是整个物体也都回复到了原来的状态。这就是记忆合金的记忆过程。  形状记忆合金的分类 （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