形状记忆合金论述.docx

形状记忆合金论述摘要: 形状记忆合金, 是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的形变, 恢复其形变原始形狀的合金材料。这种合金在高温( 奥氏体状态) 下发生的“伪弹性”行为, 表现为这种合金能承载比一般金属大几倍甚至几十倍的可恢复应变。形状记忆合金的这些独特性质源于其内部发生的一种独特的固态相变——热弹性马氏相变体。关键词: 形状记忆合金、马氏相变体、记忆效应、各原理的应用。引言: 形状记忆合金是材料经适当的热处理后即具有回复形状能力一种特殊的金属材料。人们也把它叫做形状记忆效应。形状记忆合金在温度较低的时候因为外加应力, 产生塑性变形, 在温度较高的时候有克服外加应力回复形状, 形状记忆合金的另一个独特性质是在高温下( 奥氏体状态)下发生大的“伪弹性”或“超弹性”,即表现为这种合金的承载力比一般金属大几倍甚至几十倍的可回复应变。研究表明, 很多合金材料都具有 SME , 但只有在形状变化过程中产生较大回复应变和较大形状回复力的, 才具有利用价值。到目前为止, 应用得最多的是 Ni2Ti 合金和铜基合金(CuZnAl 和 CuAlNi) 。 SMA 及其驱动控制系统具有许多的优点,如高功率重量比, 适于微型化; 集传感、控制、换能、致动于一身, 结构简单, 易于控制; 对环境适应能力强,不受温度以外的其他因素影响等,有着传统驱动器不可比拟的性能优点。形状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。一、形状记忆合金的发展史最早关于形状记忆效应的报道是由 Chang 及 Read 等人在 1952 年作出的。他们观察到 Au-C d 合金中相变的可逆性。合金的形状被改变之后, 一旦加热到一定的跃变温度时, 它又可以魔术般地变回到原来的形状, 人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。记忆合金的开发迄今不过 20 余年, 但由于其在各领域的特效应用, 正广为世人所瞩目, 被誉为" 神奇的功能材料" 。直到 1962 年, Buehler 及其合作者在等原子比的 TiNi 合金中观察到具有宏观形状变化的记忆效应,才引起了材料科学界与工业界的重视。到 70 年代初, CuZn 、 CuZnAl 、 CuAlNi 等合金中也发现了与马氏体相变有关的形状记忆效应。几十年来, 有关形状记忆合金的研究已逐渐成为国际相变会议和材料会议的重要议题, 并为此召开了多次专题讨论会, 不断丰富和完善了马氏体相变理论。在理论研究不断深入的同时, 形状记忆合金的应用研究也取得了长足进步,其应用范围涉及机械、电子、化工、宇航、能源和医疗等许多领域。原理一、由形状记忆合金的定义我们知道在某种条件下满足由 A 到B ,B 又恢复到 A 的合金材料,那么我们就知道形状记忆合金在工作状况中;有两个条件;一,形状改变是可逆和半可逆的。二,环境的改变能引起形状的改变。原理一;母相在降温和施加应力的作用下变成马氏体,在合金的单相作用下,马氏体顺应力发生再取向,形成马氏体的择优取向,但大部分和全取向是------ 材料在宏观上表现为形变。形状记忆效应是指 SMA 具有的记忆并回复至它在奥氏体状态下的形状的能力。如果在低温马氏体状态下拉伸 SMA 并留下较大的塑性变形, 那么将 SMA 加热至一定温度后,马氏体就会转