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记忆金属水车演示实验报告交通科学与工程学院12131065原仁杰一、实验原理：记忆金属水车利用的是记忆金属材料的“形状记忆效应”。记忆金属材料主要包括钛-镍系形状记忆合金、铜基系形状记忆合金和铁系形状记忆合金等。记忆金属材料有以下特点：1、弯曲量大，塑性高；2、在记忆温度以上恢复以前形状；3、当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化。“形状记忆效应”是指具有一定形状的固体材料，在某一低温状态下经过塑性变形后，通过加热到这种材料固有的某一临界温度以上时，材料又恢复到初始形状的现象。利用的是某些合金在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律。这个临界温度称为“变态温度”，各种合金都有自己的变态温度。记忆金属水车利用的就是形状记忆效应，当被高温加热时金属片恢复到初始形状，给水一个作用力，同时水给金属片一个反作用力，使水车转动。二、记忆金属的应用：形状记忆材料作为新型功能材料在航空航天、自动控制系统、医学、能源等领域具有重要的应用。形状记忆合金已广泛用于人造卫星天线、机器人和自动控制系统、仪器仪表、医疗设备和能量转换材料。1、高技术中的应用：形状记忆合金应用最典型的例子是制造人造卫星天线。由Ti—Ni合金板制成的天线能卷入卫星体内，当卫星进入轨道后，利用太阳能或其他热源加热就能在太空中展开。2、智能方面的应用：形状记忆合金兼有感知和驱动功能，若复合在工作机构中并配上微处理器，便成为智能材料，可广泛用于各种自动调节和控制装置。如农艺温室窗户的自动开闭装置，自动电子干燥箱，自动启闭的电源开关，火灾自动报警器，消防自动喷水龙头等。3、在能量转换中的应用：形状记忆合金可作为能量转换材料一热发动机。它是利用状记忆合金在高温和低温时发生相变，伴随形状的改变，产生极大的应力，从而实现热能=机械能的相互转换。4、医学上的应用：作医用生物材料使用的主要是Ti-Ni合金。Ti-Ni合金强度高，耐腐蚀，抗疲劳，无毒副作用，生物相容性好，可以埋入人体作生物硬组织的修复材料。可作为消除凝固血栓用的过滤器、人工心脏等。