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            镍钛记忆合金介绍!

            发布时间:2021-08-27 15:16:02 丨 浏览次数:

            镍钛记忆合金是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有镍钛记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。镍钛记忆合金是目前镍钛记忆材料中镍钛记忆性能最好的材料。迄今为止,人们发现具有镍钛记忆效应的合金有50多种。在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。发射人造卫星之前,将抛物面天线折叠起来装进卫星体内,火箭升空把人造卫星送到预定轨道后,只需加温,折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开,恢复抛物面镍钛。

            镍钛记忆合金之所以具有变形恢复能力,是因为变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变。镍钛记忆合金中具有两种相:高温相奥氏体相,低温相马氏体相。根据不同的热力载荷条件,镍钛记忆合金呈现出两种性能。

            镍钛记忆合金效应:

            单程记忆效应。镍钛记忆合金在较低的温度下变形,加热后可恢复变形前的镍钛,这种只在加热过程中存在的镍钛记忆现象称为单程记忆效应。

            双程记忆效应。某些合金加热时恢复高温相镍钛,冷却时又能恢复低温相镍钛,称为双程记忆效应。

            全程记忆效应。加热时恢复高温相镍钛,冷却时变为镍钛相同而取向相反的低温相镍钛,称为全程记忆效应。

            镍钛记忆合金效应源于热弹性马氏体相变,这种马氏体一旦形成,就会随着温度下降而继续生长,如果温度上升它又会减少,以完全相反的过程消失。两项自由能之差作为相变驱动力。两项自由能相等的温度T0称为平衡温度。只有当温度低于平衡温度T0时才会产生马氏体相变;反之,只有当温度高于平衡温度T0时才会发生逆相变。

            在镍钛记忆合金中,马氏体相变不仅由温度引起,也可以由应力引起,这种由应力引起的马氏体相变叫做应力诱发马氏体相变,且相变温度同应力呈线性关系。

            至今为止发现的记忆合金体系: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。

            伪弹性

            当镍钛记忆合金在高温相奥氏体状态下受到外力发生较大变形,去除外力后,大变形完全恢复。但是在变形过程中,应力应变曲线并不是线性的,会产生耗散能。

            应用领域

            镍钛记忆合金由于具有许多优异的性能,因而广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。


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