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发信人: lds (北在哪？), 信区: Material
标  题: 形状记忆合金及其应用
发信站: 哈工大紫丁香 (Sat Apr 22 10:17:31 2000), 转信

要再加热到一定的温
度，即可恢复到变形前形状的合金。自1950年发现Au -Cd合金以来，已发现了很多形状记
忆合金，但在工业上实际
应用的只有Ni-Ti合金和 Cu-Zn-Al合金。由于两者的成分组成不同，所以制造方法和特性
也有很大的区别，前 者
性能优异而后者价格很便宜。因此,在反复使用次数多，要求小型化及高可靠性的 应用方
面，使用Ni-Ti合金；反
之，在使用次数少，并要求成本低的应用方面则使用 Cu-Zn-Al合金。
    如果把记忆合金的动作特性与双金属相比, 二者第一个不同点是变位的大小。一 个
50mm左右的元件从室温上升
到100℃, 双金属变位只有2～3mm，但形状记忆合金却 可获得40mm以上的变位。 第二个
不同点是变位方向的自由
度。异种金属贴合材料的 双金属， 动作方向只限于贴合面的直角方向, 而形状记忆合金
却可以在任何方向动 作，
甚至可以在一个单体的元件上实现三维的复杂动作。另外，如果把线材以线圈状 成形使
其大幅度地扩大动作行程
后，还可以作与油压缸或气压缸相类似的大振幅动 作。第三个不同点是其变位在特定的
温度下急剧地进行，并可以
在加热或冷却时看出 温度的变化。这种温度差的大小取决于合金的种类，如Ni-Ti合金，
利用其被称作R相 变转变
机理，可获得2℃以下的很小的温度差。
    最初发现的Ni-Ti系形状记忆合金需要20～40℃的温度差，并且不能反复使用。 后来
，英国制造出了10～15℃
温度下动作的合金。日本松下电气和古河电工研制的 Ni-Ti系合金在2～3℃的温度差下可
反复变位100万次以上，已
进入实用化阶段。
    在形状记忆合金的应用方面, 大体上可分为单程记忆元件和双程记忆元件。 实 际的
应用是从单程记忆元件开
始的。 最初的实用例是管接头,从飞机的油压配管开 始, 而后逐渐扩展到舰船、核动力
、半导体设备等广泛的领
域。单程形状记忆功能本 质上是依靠温度变化的单纯的形状变化, 根据不同的设计能够
开拓用途。被用于各种 电
器的插塞和插孔、夹具、紧固零件等。由于双程记忆元件能够同时利用温度传感器 自动
装置的功能, 所以应用效率
高。代表性的应用例是冷暖兼用的空调机传感器。在 空调机的出风口上安装形状记忆合
金, 便能根据出风口的温度
变化来驱动风门盖。冷 风向上, 暖风向下切换。与以前使用热敏电阻或电机相比，零件
数从4个减少到仅一 个小型
的，同时提高了可靠性。
    还有把形状记忆元件通电后作为自动装置使用的。其应用例之一为汽车的雾灯。 这
种雾灯是在灯的前面安装一
个百叶窗，在开关灯的同时，用形状记忆元件的力量来 开关百叶窗。该元件是与灯串联
，组成一种加热结构。 
    形状记忆自动装置的特点是小型化，所以正在用来试制可动长度只有几毫米的微 型
机械手。另一个特点就是动
作柔和，因此，被用在某些需要进行力量控制的机械人 上。
    作为特殊的应用例, 是用形状记忆元件代替以前在宇宙卫星位置控制方面使用的 小
型火箭。目前, 人们正在研
究利用形状记忆火箭把具有一定温度的排放水或温泉水 蓄有的低能量转变成机械能。使
形状记忆合金线交替地体验
温水与普通水的温度差使 其产生旋转运动而发电, 并取得了输出功率为600W的成功试验
。

                                                            (杨守春  摘译)
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当晚他竟不安睡，在水中悟得了许多顺刺、逆击、横削、倒劈的剑理，到这时方始大
悟，以此使剑，真是无坚不摧，剑上何必有锋？

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