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鎳鈦形狀記憶合金的特性與功能!

【 瀏覽次數: 】【 發(fā)布日期:2021-12-14 16:38:11】

鎳鈦合金形狀記憶材料是一種集感知和驅動(dòng)于一體的特殊材料。鎳鈦合金形狀記憶合金是鎳鈦合金形狀記憶材料的重要組成部分。鎳鈦形狀記憶合金是一種經(jīng)過(guò)低溫塑性變形后,在一定初始狀態(tài)下,形狀轉變成另一種形狀的合金,通過(guò)加熱等手段使其溫度升高,再重新變形成原來(lái)的形狀

一、鎳鈦形狀記憶合金的特性

1)形狀記憶

經(jīng)過(guò)一定的熱處理,鎳鈦形狀記憶合金的形狀可以自動(dòng)恢復。這一變化是鎳鈦形狀記憶合金的形狀記憶特性。形狀記憶根據恢復狀態(tài)可分為單向形狀記憶、雙向形狀記憶和整體形狀記憶。

     2)超彈性

      鎳鈦形狀記憶合金的超彈性特征是在外力作用下,鎳鈦形狀記憶合金發(fā)生變形,消除外力后,鎳鈦形狀記憶合金的超彈性恢復到原來(lái)的狀態(tài)。鎳鈦形狀記憶合金的超彈性變形將直接導致馬氏體相變,而當外力消除時(shí)則會(huì )發(fā)生反向馬氏體相變。

     3)阻尼

       NiTi形狀記憶合金(SMAS)具有很好的阻尼性能,這是由于相變的自調整以及相變過(guò)程中產(chǎn)生的界面和運動(dòng)。

     (4)阻力

      鎳鈦形狀記憶合金在變形過(guò)程中電阻與應變呈線(xiàn)性關(guān)系。當相變發(fā)生時(shí),曲線(xiàn)的斜率減小,但在馬氏體相變前后保持線(xiàn)性關(guān)系。

鎳鈦形狀記憶合金的特性與功能!(圖1)

      二、鎳鈦形狀記憶合金的作用

      鎳鈦形狀記憶合金(SMAS)由于其獨特的功能、超彈性、耐磨性和耐腐蝕性,在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應用。

     1)機械工程

      鎳鈦形狀記憶合金SMAS)在管道接頭和緊固件的機械工業(yè)中首次應用。具體地說(shuō),在機械零件、管道等的接頭處,飛機空中加油時(shí),采用Niti形狀記憶合金對外徑比內徑大3%的套管進(jìn)行加工,在一定溫度下,套管的膨脹率約為8%。在裝配過(guò)程中,從液氮中取出外殼,并從兩端插入。如果溫度上升到正常溫度,可以通過(guò)電加熱來(lái)改變溫度。加油口鎳鈦合金形狀記憶合金變形,由鎳鈦合金形狀記憶合金加工的套管收縮形成嚴密的密封,實(shí)現了嚴密的漏油,大大優(yōu)于傳統焊接。因此,鎳鈦形狀記憶合金特別適用于航空航天、船舶、輸油管道等領(lǐng)域。在施工不便的地方,銷(xiāo)可以用鎳鈦形狀記憶合金制成,并在孔內加熱。因此,采用鎳鈦形狀記憶合金感溫驅動(dòng)多種功能,制作機器人、機械手等。

     2)建筑業(yè)

      如上所述,鎳鈦合金形狀記憶合金具有多種特性。結合鎳鈦合金形狀記憶合金的結構,可以提高系統的阻尼,降低結構的動(dòng)態(tài)響應,從而制造出各種類(lèi)型的阻尼消能裝置。隔振器也可采用鎳鈦形狀記憶合金設計。鎳鈦形狀記憶合金的變形可以增加變形位移的能量耗散,防止地震能量向上部結構傳遞,從而保護上部結構,真正提高結構的抗震性能。

     (三)航空航天工業(yè)

      在飛機液壓系統中,幾乎每架飛機都需要使用800個(gè)鎳鈦形狀記憶合金接頭。自20世紀70年代以來(lái),美國大多數海軍飛機都使用這種管接頭,而且沒(méi)有故障記錄。此外,鎳鈦形狀記憶合金還可用于航天器天線(xiàn)、機電執行機構等。

     (四)汽車(chē)工業(yè)

      鎳鈦形狀記憶合金主要用于發(fā)動(dòng)機排氣扇離合器、排氣嘴、柴油機散熱器等。

     5)醫療領(lǐng)域

      鎳鈦形狀記憶合金具有較高的力學(xué)性能和生物相容性,在醫學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應用。如牙科正畸、外科手術(shù)、心血管微創(chuàng )等;血栓濾過(guò)器實(shí)際上是鎳鈦合金形狀記憶合金的新產(chǎn)品;矯正后的濾過(guò)器隨著(zhù)植入時(shí)間的推移逐漸形成網(wǎng)絡(luò )。

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