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料领域地位也不断上升,科研人员的努力探索也使得形状记忆合金的发展更具有现实意义。
12形状记忆合金的分类
将高温下材料的形变程度作为依据,SMA可以分为三类:单程、双程和全程记忆合金。这三类材料最大的区别就在于,第一种材料的形变在低温产生,在一定高温下恢复第二种材料则是在不同温度下恢复为对应温度下的形状而最后一种材料则是,高温下为一种形态,低温时则会呈现与前者相反的形态。
13形状记忆合金材料的研究现状
迄今为止,人们发现具有形状记忆效应的合金大约有50多种,包括:金基镉合金、银基镉合金、铜基锌合金、金铜锌合金、镍铝合金和钛镍合金等。目前,较为实用正式作为商品生产的只有Ni系和Cu基两大类。
以钛、镍为基础材料形成的合金所具有的形状记忆性质、耐用性与生物相容性,在许多领域都得到了应用并且效果良好,值得一提的是其在微机电系统的表现和其制成的TiNi形状记忆合金薄膜的使用以碘、镍为基础材料形成的合金价格昂贵且加工困难,相变温度较低,主要应用于专门领域。
铜基合金最常见的有铜锌合金与铜铝合金两个系列,目前有研究证明,铜锌铝系列与铜铝镍系列的实用意义较为广泛。这种材料相对于TiNi合金而言,具有明显的价格优势,并且容易加工,但由于该种材料疲劳强度较低,晶界容易发生破坏且热稳定性差,所以在反复使用频率不太高,可以满足一般情况的条件下经常使用。
2形状记忆合金的优良特性及其应用
21形状记忆合金的优良特性
形状记忆合金可以一定程度恢复原始形状,并且具有超弹性、高阻尼性能以及相变超性性能等特性。
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211形状记忆效应
形状记忆效应主要分为三种:单程、双程和全程记忆效应。其含义为合金材料可以暂时储存其原始形状信息,并在一定条件下令自身还原成奥氏体状态的能力,即合金在高温下形成一定的形状后,在冷却至低温马氏体相变状态后,将其进行塑性变形,然后再加热到高温母相状态时,可以还原为较低温度下最初形状的效应。
212超弹性
超弹性(SuperElasticity,SE)指的含义为SMA实际的应变值高于对应的弹性极限应变量,消除应力条件时则还原为最初形态的能力。
213高阻尼性能
形状记忆合金具有良好的高阻尼性能,这一特点取决于晶体结构下的马氏体相变效应。在应力作用下,马氏体相下应激发生的多界面互相摩擦产生位置变动而造成的弹性迁移的延迟,导致应变相对于应力影响也有所延迟,这就使得震动能转变成为内能,宏观体现则为减震阻尼r
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