形状记忆材料原理

形状记忆材料应用

形状记忆材料应用

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。 (1)工程应用 形状记忆合金在工程上的应用很多，最早 的应用就是作各种结构件，如紧固件、连接件、 密封垫等。另外，也可以用于一些控制元件， 如一些与温度有关的传感及自动控制。 形状记忆合金 一面世，就为航空工业立了一 功。如美国F-14战斗机平均每架要用800个形 状记忆合金接头。自1970年以来美国海军飞 机使用了几十万个这样的管接头，没出现过一 次失败的记录。用形状记忆合金做管接头的办 法：先在转变温度以上，把镍钛合金管接头按 密封要求尺寸进行加工，使它的内径比所要连 接管子的外径小4%;然后在液氮低温下将管 接头直径扩大，使它的内径比所要连接管子的 外径稍大点(大4%),并把两根要连接的管 子从

形状记忆材料应用

两端对准插入接头；最后，当管子处于工作状态，温度回升到转变温 度以上，镍钛合金发挥形状记忆效应，管接头自动收缩，管径变细， 回复第一次加工的尺寸，它就把两根管子紧紧地连在一起。 还可用于制造探索宇宙奥秘的月球天线，人们利用形状记忆合金 在高温环境下制做好天线，再在低

形状记忆聚合物的原理和应用

化

学

世

界

年

形状记忆聚合物的原理和应用潘道成张和康张隐西上海交通大学应用化学系

形状记忆合金在国外和国内均已实用化的。

晶

和化学交联点分隔的链段平均分子量小,

然而形状记忆聚合物在‘,

年才取得。

于产生橡胶嫡弹性所需的临界分子量在

第一个专利〔,。。,

它的价格仅为形状记忆合金,

与,

之间仍不出现橡胶弹性

,

而呈现强韧,

且易加工

记忆恢复温度范围宽

的硬性动态模量图。

仍保持着,,

见,

形状记忆聚合物在加工成型时赋予制品固有形状,

但在熔点以上结晶全部熔化物理交,

制品在其寿命期内对此固有形状终生、

联点消失仅存化学交联点使交联点间链段长度增加,,

记忆以后按照运输,

。

安装和使用的需要可,,

超过橡胶嫡弹性临界分子量,

,

因

在各种条件下任意变形数万次。

而一旦满足形状回。

此呈现橡胶弹性性能与一般的硫化橡胶如

复条件即迅速回复到固有形状可如此反复聚合物体系多重结构的结点间柔性链段长度大于自由行走模型的临界分子量时,,

顺式所示如图。

,

聚异戊二烯橡胶”〔,

相同

,

如图

形状记忆形变和回复过程的超分子结示意如图,

构变化

制品形状的变化示意

在

。

高弹态中即产生橡胶嫡弹性而结点则贡献出材料的模量和外形稳定性是无定形态的链缠结点,、

。

这种结点可以

,

半结晶聚合物的晶,、

区多嵌段聚合

光敏形状记忆聚合物

秦瑞丰 朱光明* 杜宗罡 周海峰

(西北工业大学化工系 西安 710072)

摘 要 综述了光敏形状记忆聚合物的研究进展。主要关注了结构和形状记忆效应之间的关系。

光敏形状记忆聚合物的形状记忆效应主要与聚合物的链结构、生色团的种类、生色团的含量、生色

团的位置及聚合物体系所处的相态等因素有关。分别介绍了生色团位于聚合物侧链的光敏形状记忆

聚合物、生色团位于主链的光敏形状记忆聚合物以及含生色团的有机小分子和聚合物经共混制得的

光敏形状记忆聚合物体系。另外还介绍了一种新的光敏形状记忆聚合物体系，液晶弹性体。

关键词 形状记忆聚合物 生色团 光敏性形状记忆聚合物 光异构化反应 液晶弹性体

Photosensitive Shape Memory Polymer

Qin Ruifeng, Zhu Guangming, Du Zonggang, Zhou Haifeng

Deptpartment of Chemical Engineering, Northwestern Polytechnical University Xi’an 710072)

Abstract The advances in photosensitiv

形状记忆合金的研究与展望

摘要：形状记忆合金是新近崛起的一类高科技功能材料。应用已遍及航天、航空、电子、机械、能源、农业、医学、机械人以至日常用品等领域。本文简要阐述了目前主要的形状记忆合金的类别及其影响形状记忆效应的因素。

关键词：形状记忆合金；形状记忆效应；马氏体相变

引言

形状记忆合金（Shape Memory Alloys，简称SMA）是新近崛起的一类高科技功能材料。这类合金在某一温度下受外力而变形，当外力去除后，仍保持其变形后的形状，但当温度上升到某一温度，材料会自动回复到变形前原有的形状，能够大致上恢复至变形前的形状，这种所具有的回复原始形状的能力，称为形状记忆效应(Shape Memory Effect ,SME)[1]。自该合金发现以来，它以独特的形状记忆效应和超弹性（Superelasticity）而引起人们的注视，并正逐渐得到日益广泛的应用，并在数量上已经跃居马氏体相变研究的首位[2]。形状记忆合金的应用已遍及航天、航空、电子、机械、能源、农业、医学、机械人以至日常用品等领域。在应用领域，其发展阶段大致经历了组分的变化及性能的提高。NiTi合金和Cu基合金的开发应用主要集中在上世纪60~80年代，而铁基合金的开发

Ti-Ni基形状记忆合金综述

摘要

形状记忆合金是现代一种新型功能材料,本文介绍了Ti-Ni基记忆合金的的相关重要概念，并且详细介绍了Ti-Ni基合金的相变与性能特点及其影响因素，同时对其应用做了一定的描述。

关键词：Ti-Ni基形状记忆合金、功能材料、性能、影响、应用 1 前言

形状记忆合金是70年代开发韵新型功能材料，其中Ti-Ni合金已在航天器件、仪表、控温及医疗机具上的应用，有希望在能源工业中发挥作用。新的形状记忆材料和一些新的用途正在不断地开拓中。形状记忆合金及台媳陶瓷的记忆材料都由马氏体相变爰其逆相变导致形状记忆 效应。目前在总结以往工作的基础上，对形状记忆效应的机制作些理论分析，对形状记忆材料的发展作科学的展望，开拓设计形状记忆材料的思路。TiNi形状记忆合金(SMA)在医学领域的使用在提高人类生活质量方面发挥了巨大的作用。然而，钛合金植入人体后，在体液中不可避免地会发生腐蚀。腐蚀不仅会降低金属材料的力学和机械性能，甚至会导致值入失效，而且，溶入体液的Al、V、Ni离子对周围组织会产生一定的副作用，严重的则引发组织病变或癌变。因此，医用材料的耐蚀性研究对于保障其在人体的安全使用具有十分重要的现实意义。80年代初，经历了将近20

热处理方法

维普资讯

第2卷第 1 2期1 9年 2月 9 3

稀有金属材料与工程RA RE M E TA L M AT ERI ALS AN D EN G I EERI G N N

Vo . . N O. 122 I Fc lar l 93 btl y 9

叼一

TNi i形状记忆合金弹簧的热处理颜世春摘要

姜

治2 03 ) 30 1

T臼/。 7 6、

(国科学皖固体物理研究所，舍肥中

对 TNi i形状记忆合金弹簧的热处理工艺及其对弹簧轴向热回

复行为的影响进行了研究 .结果表明，富 Nj丁i螺旋弹簧，经固的 Nj溶加时效处理后比一次热处理的试样有较高的热出力比 (温输出回高复力/低温变形力 )而热回复开始和终了温度比一欢热处理的弹簧，低；弹簧的轴向热固复开始和终了温度比经相同热处理的线段试样的低_ 关键词形状记忆舍金√

、,,

塑堕，里垫墼

1引

言

T Ni簧的热出力比及热回复温度的影响 i弹的研究结果。

目前双程形状记忆元件己获广泛应用 .

在双程形状记忆元件中，由形状记忆合金 (MA)线材制作成的螺旋弹簧和由偏置元 S件做成的双程形状记忆元件占重要地位。很

2实验过程本试验采用的 T Ni￥ i MA线材，一种是北京有色金属研究总院提供，名义成份为

热处理方法

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第2卷第 1 2期1 9年 2月 9 3

稀有金属材料与工程RA RE M E TA L M AT ERI ALS AN D EN G I EERI G N N

Vo . . N O. 122 I Fc lar l 93 btl y 9

叼一

TNi i形状记忆合金弹簧的热处理颜世春摘要

姜

治2 03 ) 30 1

T臼/。 7 6、

(国科学皖固体物理研究所，舍肥中

对 TNi i形状记忆合金弹簧的热处理工艺及其对弹簧轴向热回

复行为的影响进行了研究 .结果表明，富 Nj丁i螺旋弹簧，经固的 Nj溶加时效处理后比一次热处理的试样有较高的热出力比 (温输出回高复力/低温变形力 )而热回复开始和终了温度比一欢热处理的弹簧，低；弹簧的轴向热固复开始和终了温度比经相同热处理的线段试样的低_ 关键词形状记忆舍金√

、,,

塑堕，里垫墼

1引

言

T Ni簧的热出力比及热回复温度的影响 i弹的研究结果。

目前双程形状记忆元件己获广泛应用 .

在双程形状记忆元件中，由形状记忆合金 (MA)线材制作成的螺旋弹簧和由偏置元 S件做成的双程形状记忆元件占重要地位。很

2实验过程本试验采用的 T Ni￥ i MA线材，一种是北京有色金属研究总院提供，名义成份为

摘要

形状记忆合金是一种在结构振动控制领域具有广泛应用前景的智能材料。本文介绍形状记忆合金最显著的两个性质：状记忆效应和超弹性，并详细的总结了形状记忆合金在结构振动控制中的应用。 关键字：形状记忆合金；减振；应用

ABSTRACT

The shape memory alloy is an intelligent material，which has a goodprospect in the field of structural vibration control．This thesis introduces that the shape memory alloy has two very important characteristics：shape memory effect and super elastic，and an overview of SMA applications in structuralvibration control are summarized． KEYWORDS：Shape memory alloy； Damping；Application

1 前言

形状记忆合金(Shape Memory Allo

硕士学位论文

基于形状记忆聚合物的智能模具

的设计与研究

THE DESIGN AND RESEARCH OF A SMART MOLD BASED ON SHAPE MEMORY POLYMERS

张磊

20201212年7月

国内图书分类号：TB332学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开

工学硕士学位论文

基于形状记忆聚合物的智能模具

的设计与研究

硕士研究生张磊

导师冷劲松教授

申请学位工学硕士

学科工程力学

所在单位航天学院

答辩日期2012年7月

授予学位单位哈尔滨工业大学

Classified Index:TB332

U.D.C:621

Dissertation for the Master Degree in Engineering

The design and research of a smart mold based on

shape memory polymers

Candidate：Lei Zhang

Supervisor：Prof.Jinsong Leng

Academic Degree Applied for：Master of Engineering Speciality：Engineering Mechanics Affiliation：Ce

NiTi合金 激光

第２９卷第７期

２００

焊接学报

Ｖ０１．２９

Ｎｏ．７２００

８

８年７月ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＷＥＬＤＩＮＧＩＮＳＴＩＴＵＴＩＯＮＪｕｌｙ

激光熔凝处理对ＮｉＴｉ形状记忆合金

微动磨损性能的影响

张春华１’２，

张卓２，

张松２，

韩

忠３，

文效忠４

１１００１６；

（１．东北大学材料与冶金学院，沈阳１１０００４；２．沈阳工业大学材料科学与工程学院，沈阳１１０１７８；

３．中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室，沈阳

４．香港理工大学工业及系统工程学系，香港九龙）

摘要：采用高功率连续波固体Ｎｄ：ＹＡＧ激光器，对ＮｉＴｉ形状记忆合金进行激光表面熔凝处理，利用ＳＲｖⅢ摩擦磨损试验机考察激光熔凝处理对ＮｉＴｉ形状记忆合金微动磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜及能谱仪分析ＮｉＴｉ形状记忆合金表面磨痕形貌及磨损产物成分；用形貌仪测量样品表面磨痕深度，并对磨损体积进行计算。结果表明，与ＮｉＴｉ合金相比，熔凝层摩擦系数，磨损体积均显著降低，表明激光熔凝处理提高了Ｎｉ．Ｔｉ合金的耐微动磨损性能。ＮｉＴｉ合金微动磨损机理主要表现为氧化和磨粒磨损，而Ｎｉ．Ｔｉ合金激光熔凝层磨损机制主要以疲劳剥层理论及磨粒磨损为主。关键词：ＮｉＴｉ形状记