有趣的形状记忆材料( 二 )


随着记忆合金种类的增加 , 人们开始研究记忆材料在除冷热条件以外的其他条件下的相应现象 , 其中磁控形状记忆合金就是新发现之一 。 磁控形状记忆合金是具有受磁场控制的形状记忆效应的合金 。 主要特点是合金在磁场中会产生明显的宏观变形 , 而去掉作用磁场后 , 这种宏观变形随之消失 。 因此这种合金材料可以作为磁场控制的驱动器材料 。 首先发现了其磁控形状记忆 效应 , 如今应用广泛的磁控形状记忆在1996年合金是 Heusler类型的Ni - Mn一Ga合金 。 磁控形状记忆合金中包含朝不同方向的马氏体 , 对这种合金沿着某个方向施加磁场作用时 , 马氏体的磁响应程度不同 , 因而会产生相应的变形 。 当去掉磁场后 , 磁场诱发的变形也会随即消失 。
形状记忆合金的应用
1、偏压式双程动作元件

这种元件常常将形状记忆合金做成螺旋弹 簧形式 , 同时和一个普通压缩弹簧组合起来使用 , 在低温时 , 由于偏压簧的弹性作用 , 形状记忆合金弹簧被 压缩;高温时 , 形状记忆合金弹簧伸长产生的恢复力比较大 , 使偏压弹簧向右 并紧;若处反复升温降温环境 , 则可实现双程往复推拉的动作特性 。
2. 自膨胀血管栓塞器

人工血管能起扩管作用 , 血管栓塞器相反是通过形状记忆效应来达到堵塞血管的作用 。 在血管造影下 , 滤血器呈线状经由小孔导管进入静脉内 , 到达肺静脉腔后在体热作用下恢复原来的滤网状并且永久性地锁定在该位置 , 捕获来自骨盆静脉或下肢静脉的血栓 , 预防肺栓塞的形成 。
3. 抗地震材料

形状记忆合金在桥梁和建筑结构中的潜在应用包括结构支承、支柱和横梁或梁和柱间的连接部件 。 目前 , 研究人员已经能够准确地预知形状记忆合金内部温度和应力的分布 , 他们发现给形状记忆合金慢慢施加负荷时 , 合金有时间将产生的热量同周 围的环境进行交换 , 其内部产生了均匀的应力分布;然而 , 向合金快速施加负荷 , 热量无法在短时间内与周围环境交换 , 从而合金内部出现非均匀应力分布 。
4.  航天装置
在航天领域 , 美国最早将钛镍形状记忆合金用于宇宙飞船的天线 , 发射前折成直径5厘米的球状 , 待飞船进入太空后 , 通过加热使合金丝升温 , 当达到77℃相变温度后 , 天线就完全打开至原先设定的抛物面形状 , 实现与地面的信号传递和交流 , 起到嘴巴和耳朵的作用 。
5. 牙齿矫形
传统牙齿矫形用不锈钢 Co 一Cr合金丝 , 但这些材料有弹性模量高、弹性应变小的缺点 。 为了给出适宜的矫正力 , 在矫正前就要加工成弓形 , 而且对安装固定有很高的要求 。 形状记忆合金不仅具有形状记忆性能 , 还具有超弹性 , 因而在加载和卸载过程中压力恒定 , 即使应变高达10%也不会产生塑性变形 , 所以即使形变增大 , 矫正力却能保持恒定 。 因而结扎时即使产生很大的变形也能保持适宜的矫正力 , 不仅操作简便、疗效好 , 还能减轻患者的不适感 。
【有趣的形状记忆材料】内容来源:材易通

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