形状记忆材料 微机电系统技术 知识基础课件.pptVIP

第二章微机电系统功能材料;微机电系统功能材料;镝铽;Date;微机电系统功能材料;???? 第一次“热潮”：六十年代初至七十年代末，这一阶段主要是记忆合金的理论研究和材料研究，即“概念化热潮”。??? 第二次“热潮”：是八十年代初到九十年代中期，主要是新材料开发和新产品开发，可以说是“应用化热潮”。??? 第三次“热潮 ”：目前，形状记忆合金的发展正在步入第三次热潮，各种规模与形式的记忆合金公司相继注册，记忆合金产业化已在部分国家和地区纳入发展计划，即“产业化热潮”。 ;单程形状记忆效应 就是材料在高温下制成某种形状，在低温相时将其任意变形，在加热时恢复其高温相形状，而重新冷却时却不能恢复低温相时的形状。;双程形状记忆效应 如果加热时恢复高温相形状，冷却时恢复低温相形状，即通过温度升降自发可逆地反复恢复高低温相形???的现象称为双程形状记忆效应或可逆形状记忆效应。;全程形状记忆效应 当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的现象称为全程形状记忆效应。;Date;微机电系统功能材料;?; ??????????????????????????????????????;?;; 电流变液（Electrorheological Fluids ，简称ERF ）通常是具有高介电常数的固体粒子均匀分散于低介电常数的绝缘液体介质中所形成的一类稳定悬浮液。在足够大的外加电场作用下，流体的粘度在10 -3 秒的时间内急剧增大，甚至固化；而撤去外加电场，流体立即变稀，恢复至原来的液体状态; 电流变液（electrorheological fluid）， 在电场作用下，黏滞性显著增加(可达几个量级)的固-液混合体系，由粒径在1～100μm的具有较高介电常数的固体颗粒和不导电的液体组成，固体颗粒可为无机物、金属颗粒或聚合物，颗粒表面通常具有活性涂层表面吸附剂，液体为矿物油、植物油或有机溶液，有时还加入少量表面活性剂。当外加电场超过临界电压的时候，由于颗粒间的偶极作用，体系中的固体颗粒会沿电场方向成链状或柱状排列，其性质与固体相似，因此被认为发生液-固转变，在垂直电场方向可承受切变作用力，其临界切变强度与电流平方成正比。这种变化是可逆的，反应时间也只在毫秒量级。他可以被用作一种智能材料，在未来的材料领域有着较广阔的前景。 ; 磁流变液是由亚微米量级的铁磁性颗粒分散在低粘度的油或水中。同时加入添加剂，提高混合物的稳定性、抗腐蚀性、润滑、抗氧化、pH值、色素、盐度以及降低酸度。颗粒在外加磁场的作用下被磁化，磁化后的颗粒相互作用聚集成链或柱状有序结构，在宏观看来，即是由自由流动的状态转变为类固态，发生了相变；而一旦磁场撤去，磁流变液又恢复为自由流动状态。 ; 磁流变（Magnetorheological，简称MR）材料是一种流变性能可由磁场控制的新型智能材料。由于其响应快（ms量级）、可逆性好（撤去磁场后，又恢复初始状态）、以及通过调节磁场大小来控制材料的力学性能连续变化，因而近年来在汽车、建筑、振动控制等领域得到广泛应用。  作为新型智能材料的一个分支，电流变(ER)和磁流变(MR)材料具有在外部电、磁场作用下流变性能急剧变化的独特机-电耦合特性和相关高技术特征。电（磁）流变材料包括：电（磁）流变液(ER/MR fluids)、电（磁）流变泡沫(ER/MR foams)、电（磁）流变弹性体(ER/MR Elastomer)。近几年来电（磁）流变弹性体的研究尤为引人注目。 ; 磁流变液在汽车工业、机器人工业、高层建筑和桥梁等相关领域有着广泛的应用前景和巨大的市场潜力，这已成为广大科技人员的共识。在日本，一个大型博物馆的建筑中利用磁流变液阻尼器来减轻地震对其破坏；在中国洞庭湖大桥上已应用磁流变阻尼器进行斜拉索的减振。全球著名的汽车零部件生产商Delphi公司生产的磁流变悬挂装置已经应用在Cadillac豪华轿车上；以生产赛车的防冲击减震器而著称的Carrera公司已经开发出第二代磁流变减震器。Lord公司最近开发出在2A电流下能产生180KN阻尼力的阻尼器，使得磁流变液在建筑、桥梁中用于抗击地震成为可能。; 磁流变液除了可应用在减振、振动控制、降噪等领域外，还可以用于假肢、抛光、洗衣机、阀等。另外两个比较有趣的应用包括：在癌症治疗中应用磁流变液，这本质上是磁流变阀的应用，使肿瘤因为得不到血液而停止生长；声波在磁流变液中传播有两种模态而且可由磁场控制，因而在声学中也可以得到应用。 ; 具有反常热膨胀特性或可控热膨胀特性的精密合金。又称热膨胀合金。一般的金属或合金受热膨胀时，其膨胀量随温度的升高呈线性增加。但有些合金