镍―钛4形状记忆合金发动机

广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心新材料：记忆合金简介2014年12月4日广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心目录一．记忆合金的起源二．记忆合金的定义三．记忆合金的分类四．记忆合金的应用广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心一、记忆合金的起源1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应，即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”。清华大学演示实验-记忆合金趣味实验_标清.flv广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心二、记忆合金的定义记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能，因此叫做记忆合金。C60C70广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心三、记忆合金的分类记忆合金按性能可分为三种：1、单程记忆效应2、双程记忆效应3、全程记忆效应记忆合金按材料有十几种，主要应用的有三种：钛－镍合金，金－镉合金，铜－锌合金。广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心◎举例金—镉（Au---Cd)镍—钛(Ni---Ti)铜—金—锌(Cu---Au---Zn)铜—铝—镍(Cu---Al---Ni)◎特性★有确定的转变温度如：镍-钛40℃★超弹性外力作用下形变★抗疲劳回忆变形500万次不疲劳变形★耐腐蚀广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心记忆合金管的接头广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心应用1）记忆合金铆钉2）紧固件3）卫星自展天线（镍—钛）4）形状记忆合金发动机……广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心紧固件待连接管室温下形状记忆合金套管，内径比待连接管外径小约4%液N2中扩管约8%待连接管从两端插入室温套管收缩形成紧固密封件广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心四、记忆合金的应用航空航天工业中的应用。生物医疗上的应用。机械电子产品中的应用。日常生活应用。高科技领域的应用。广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心航空航天工业中的应用记忆金属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，再在低温下把它压缩成一个小铁球，使它的体积缩小到原来的千分之一，这样很容易运上月球，太阳的强烈的辐射使它恢复原来的形状，按照需求向地球发回宝贵的宇宙信息。广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心1、工业应用利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。如管接头、天线、套环等。外因性双向记忆恢复。即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升降做反复动作，如热敏元件、机器人、接线柱等。内因性双向记忆恢复。即利用双程记忆效应随温度升降做反复动作，如热机、热敏元件等。但这类应用记忆衰减快、可靠性差，不常用。超弹性的应用。如弹簧、接线柱、眼镜架等。广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心生物医疗上的应用牙齿矫形丝用超弹性记忆合金丝和不锈钢丝做的牙齿矫正丝，其中用超弹性记忆合金丝是最适宜的。通常牙齿矫形用不锈钢丝记忆合金丝，但这些材料有弹性模量高，弹性应变小的缺点。为了给出适宜的矫正力，在矫正前就要加工成弓形，而且结扎固定要求熟练。如果用记忆合金作牙齿矫形丝，即使应变高达10%也不会产生塑性变形这种材料不仅操作简单，疗效好，也可减轻患者不适感。TiNi合金的生物相容性很好，利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心年美国用形状记忆合金制作F-14战斗上的低温配合连接器，随后有数以百万以上的连件的应用。形状记忆合金作为低温配合连接在飞机的液压系统中及体积较小的石油、石化、电工业产品中应用。另一种连接件的形状是焊接的网状金属丝，用于制造导体的金属丝编织层的安全接头。这种接件已经用于密封装置、电气连接装置、电子工程机械装置，并能在-65~300℃可靠地工作。已开出的密封系统装置可在严酷的环境中用作电气件连接机械电子产品中的应用广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心日常生活中的应用眼镜框架在眼镜框架的鼻梁和耳部装配TiNi合金可使人感到舒适并抗磨损，由于TiNi合金所具有的柔韧性已使它们广泛用于改变眼镜时尚界。用超弹性TiNi合金丝做眼镜框架，即使镜片热膨胀，该形状记忆合金丝也能靠超弹性的恒定力夹牢镜片。这些超弹性合金制造的眼镜框架的变形能力很大，而普通的眼镜框则不能做到。广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心高科技领域的应用20世纪是机电学的时代。传感——集成电路——驱动是最典型的机械电子控制系统，但复杂而庞大。形状记忆材料兼有传感和驱动的双重功能，可以实现控制系统的微型化和智能化，如全息机器人、毫米级超微型机械手等。21世纪将成为材料电子学的时代。形状记忆合金的机器人的动作除温度外不受任何环境条件的影响，可望在反应堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手。广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心马氏体相变当母相奥氏体快速冷却时，奥氏体转变成片状或针状新相，新相为体心四方结构，与母相的结构不同，但新相与母相的成分却相同。为了纪念德国冶金专家马丁(A.Martens)在金相研究方面的贡献，人们把钢经高温淬火后形成的相叫做马氏体相。从奥氏体到马氏体的转变叫做马氏体相变，马氏体相变是无扩散型相变。二十世纪三十年代，人们用X射线结构分析的方法测得钢中马氏体是碳溶于α-Fe而形成的过饱和固溶体，马氏体中的固溶碳即原奥氏体中的固溶碳，因此，曾一度认为“所谓马氏体即碳在α-Fe中的过饱和固溶”。广东顺德创业培训学院、顺德生产力促进中心谢谢