形狀記憶合金(三)

1、形狀記憶合金形狀記憶合金演講：饒遙演講：饒遙成員：楊建成員：楊建 何江何江 王晶南王晶南 甘佺甘佺 王嘯王嘯基于形狀記憶合金的航空航天基于形狀記憶合金的航空航天形狀自適應(yīng)結(jié)構(gòu)技術(shù)形狀自適應(yīng)結(jié)構(gòu)技術(shù)形狀記憶合金的應(yīng)用背景形狀記憶合金的應(yīng)用背景形狀記憶合金的記憶原理形狀記憶合金的記憶原理形狀記憶合金的功能特點形狀記憶合金的功能特點形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀記憶合金在醫(yī)學中的應(yīng)用形狀記憶合金在醫(yī)學中的應(yīng)用形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用形狀記憶合金的發(fā)展前景形狀記憶合金的發(fā)展前景飛機在出現(xiàn)事故如鳥撞擊飛機時，飛機能自我飛機在出現(xiàn)事故如鳥撞擊飛

2、機時，飛機能自我修復裂痕。修復裂痕。在地震中受到破壞的建筑物、橋梁能自行加固，在地震中受到破壞的建筑物、橋梁能自行加固，裂縫會自行封合。裂縫會自行封合。我們使用的各種材料像有生命的東西一樣，能我們使用的各種材料像有生命的東西一樣，能根據(jù)外界環(huán)境自我判斷、自我適應(yīng)、自我修復。根據(jù)外界環(huán)境自我判斷、自我適應(yīng)、自我修復。形狀記憶合金應(yīng)用背景形狀記憶合金應(yīng)用背景請你想象一下請你想象一下l19881988年年4 4月月2828日波音日波音737737飛機在美國出現(xiàn)災難性斷裂事故，飛機在美國出現(xiàn)災難性斷裂事故，如今飛機的事故仍在繼續(xù)發(fā)生。如今飛機的事故仍在繼續(xù)發(fā)生。l20082008年年5 5月月1212

3、日我國發(fā)生了舉世震驚的汶川大地震，傷亡日我國發(fā)生了舉世震驚的汶川大地震，傷亡慘重。慘重。形狀記憶合金的發(fā)現(xiàn)過程形狀記憶合金的發(fā)現(xiàn)過程19321932年年 瑞典人歐勒特在觀察某種金鎘合金的性能瑞典人歐勒特在觀察某種金鎘合金的性能 時首次發(fā)現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)。時首次發(fā)現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)。19381938年年 哈佛大學的研究人員在一種銅鋅合金中發(fā)哈佛大學的研究人員在一種銅鋅合金中發(fā) 現(xiàn)了一種隨溫度的升高和降低而逐漸增大或縮小的現(xiàn)了一種隨溫度的升高和降低而逐漸增大或縮小的形狀變化。但當時并未引起人們的重視。形狀變化。但當時并未引起人們的重視。19621962年年 美國海軍實驗室在開發(fā)新型艦船材料時，美國海軍實

4、驗室在開發(fā)新型艦船材料時，在在Ti-NiTi-Ni合金中發(fā)現(xiàn)把直條形的材料加工成彎曲形狀，合金中發(fā)現(xiàn)把直條形的材料加工成彎曲形狀，經(jīng)加熱后它的形狀又恢復到原來的直條形。從經(jīng)加熱后它的形狀又恢復到原來的直條形。從 此形此形狀記憶合金引起了極大的關(guān)注。狀記憶合金引起了極大的關(guān)注。形狀記憶合金應(yīng)用背景形狀記憶合金應(yīng)用背景形狀記憶合金演示實驗形狀記憶合金演示實驗材料在一定的溫度下會恢復一定的形狀材料在一定的溫度下會恢復一定的形狀仿佛記住了溫度所賦予的形狀一樣仿佛記住了溫度所賦予的形狀一樣形狀記憶合金記憶原理形狀記憶合金記憶原理 在有些材料中，即使是同一材料組成的晶體中，在有些材料中，即使是同一材料組成

5、的晶體中，也可能存在不同的晶體結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象稱為同素也可能存在不同的晶體結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象稱為同素異構(gòu)。金剛石和石墨就是炭的同素異構(gòu)體。異構(gòu)。金剛石和石墨就是炭的同素異構(gòu)體。 石墨的晶體結(jié)構(gòu)石墨的晶體結(jié)構(gòu)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)金剛石的晶體結(jié)構(gòu) 鐵也有兩種不同的基本晶體鐵也有兩種不同的基本晶體結(jié)構(gòu)，即體心立方鐵和面心立結(jié)構(gòu)，即體心立方鐵和面心立方鐵。方鐵。這種由相同的原子組成的不這種由相同的原子組成的不同的晶體結(jié)構(gòu)，在材料學中又同的晶體結(jié)構(gòu)，在材料學中又稱為不同的稱為不同的“相相”。體心立方鐵和面心立方鐵屬體心立方鐵和面心立方鐵屬不同的不同的“相相”，前者稱為，前者稱為 Fe ( Fe ( 鐵素體鐵素體)

6、 )，后者稱為，后者稱為Fe(Fe(奧氏體奧氏體) )。形狀記憶合金記憶原理形狀記憶合金記憶原理 前者是常溫下存在，而后者是高溫下存在，前者是常溫下存在，而后者是高溫下存在，它們在硬度、密度和塑性變形能力等性質(zhì)上都不它們在硬度、密度和塑性變形能力等性質(zhì)上都不相同。相同。 人們利用同一種成分的材料可以有不同的人們利用同一種成分的材料可以有不同的“相相”， 就能演出一幕幕就能演出一幕幕“相相”變戲，即改變變戲，即改變外界條件如溫度外界條件如溫度, ,使材料由一種晶體結(jié)構(gòu)變成另使材料由一種晶體結(jié)構(gòu)變成另一種晶體結(jié)構(gòu)，材料的力學性能和物理或化學性一種晶體結(jié)構(gòu)，材料的力學性能和物理或化學性能也就隨之改變

7、，當溫度恢復時材料的晶體結(jié)構(gòu)能也就隨之改變，當溫度恢復時材料的晶體結(jié)構(gòu)也恢復到原來的狀態(tài)，性質(zhì)也隨之復原。也恢復到原來的狀態(tài)，性質(zhì)也隨之復原。形狀記憶合金就是利用一些材料的晶體形狀記憶合金就是利用一些材料的晶體結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)變來使其具有形狀記憶功能結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)變來使其具有形狀記憶功能的。的。形狀記憶合金記憶原理形狀記憶合金記憶原理從微觀來看，形狀記憶效應(yīng)是晶體結(jié)構(gòu)的固有變化規(guī)律。通常從微觀來看，形狀記憶效應(yīng)是晶體結(jié)構(gòu)的固有變化規(guī)律。通常金屬合金在固態(tài)時，原子按照一定規(guī)律排列起來；而形狀記憶金屬合金在固態(tài)時，原子按照一定規(guī)律排列起來；而形狀記憶合金的原子排列規(guī)律則是隨著環(huán)境條件的改變而改變。比如，

8、合金的原子排列規(guī)律則是隨著環(huán)境條件的改變而改變。比如，當溫度下降到某個臨界溫度以下時，原子按某一種規(guī)律進行排當溫度下降到某個臨界溫度以下時，原子按某一種規(guī)律進行排列，此時的結(jié)構(gòu)稱為列，此時的結(jié)構(gòu)稱為馬氏體相馬氏體相；而當溫度升高到某個臨界溫度；而當溫度升高到某個臨界溫度以上，原子的排列規(guī)律就會發(fā)生改變，原子又按另一種規(guī)律進以上，原子的排列規(guī)律就會發(fā)生改變，原子又按另一種規(guī)律進行排列，此時又稱之為行排列，此時又稱之為奧氏體相或母相奧氏體相或母相。形狀恢復的推動力是。形狀恢復的推動力是由在加熱溫度下母相和馬氏體相的自由能之差產(chǎn)生的。由在加熱溫度下母相和馬氏體相的自由能之差產(chǎn)生的。從宏觀來看，材料在

9、高溫下被處理成一定形狀，再急冷下來，從宏觀來看，材料在高溫下被處理成一定形狀，再急冷下來，在低溫相狀態(tài)下經(jīng)塑性變形為另一種形狀，然后加熱到高溫相在低溫相狀態(tài)下經(jīng)塑性變形為另一種形狀，然后加熱到高溫相成為穩(wěn)定狀態(tài)的溫度時，通過馬氏體逆相變恢復到低溫塑性變成為穩(wěn)定狀態(tài)的溫度時，通過馬氏體逆相變恢復到低溫塑性變形前的形狀。具有這種效應(yīng)的金屬，通常是由兩種以上的金屬形前的形狀。具有這種效應(yīng)的金屬，通常是由兩種以上的金屬元素構(gòu)成的合金，故稱為形狀記憶合金元素構(gòu)成的合金，故稱為形狀記憶合金(Shape Memory Alloy(Shape Memory Alloy ，簡稱簡稱SMASMA) )。形狀記憶合

10、金記憶原理形狀記憶合金記憶原理Af形狀記憶效應(yīng)可分為三類形狀記憶效應(yīng)可分為三類 單程記憶效應(yīng)：單程記憶效應(yīng)：在馬氏體狀態(tài)下受力變形，加熱時恢復高在馬氏體狀態(tài)下受力變形，加熱時恢復高溫相形狀，冷卻時不恢復低溫相形狀。溫相形狀，冷卻時不恢復低溫相形狀。 雙程記憶效應(yīng)：雙程記憶效應(yīng)：加熱時恢復高溫形狀，冷卻時恢復低溫形加熱時恢復高溫形狀，冷卻時恢復低溫形狀，即通過溫度升降自發(fā)地可逆地反復恢復高低溫的形狀。狀，即通過溫度升降自發(fā)地可逆地反復恢復高低溫的形狀。 全程記憶效應(yīng)：全程記憶效應(yīng)：加熱時恢復高溫相形狀，冷卻時變?yōu)樾螤罴訜釙r恢復高溫相形狀，冷卻時變?yōu)樾螤钕嗤∠蛳喾吹母邷叵嘈螤?。這是一種特殊的雙

11、程記憶相同而取向相反的高溫相形狀。這是一種特殊的雙程記憶效應(yīng)。效應(yīng)。形狀記憶合金記憶原理形狀記憶合金記憶原理左圖是一個雙程左圖是一個雙程CuZnAlCuZnAl記憶合記憶合金彈簧，它是金彈簧，它是SMASMA用作驅(qū)動器的典用作驅(qū)動器的典型形式。該彈簧是隨溫度變化自型形式。該彈簧是隨溫度變化自行伸縮的感溫驅(qū)動元件。采用行伸縮的感溫驅(qū)動元件。采用CuZnAlCuZnAl記憶合金絲，表面鍍錫，記憶合金絲，表面鍍錫，以熱水或熱風為熱源，典型伸縮以熱水或熱風為熱源，典型伸縮溫度為溫度為65856585，自由狀態(tài)為，自由狀態(tài)為45mm45mm，伸長狀態(tài)為，伸長狀態(tài)為200mm200mm。 可見可見其形變量

12、較大，可以產(chǎn)生足夠的其形變量較大，可以產(chǎn)生足夠的驅(qū)動力。驅(qū)動力。 利用記憶合金在加熱時形狀恢復的同時其回利用記憶合金在加熱時形狀恢復的同時其回復力可對外作功的特性，能夠制成各種驅(qū)動元復力可對外作功的特性，能夠制成各種驅(qū)動元件。這種驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，可靠件。這種驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，可靠性好。性好。形狀記憶合金驅(qū)動器形狀記憶合金驅(qū)動器左圖是一種左圖是一種SMASMA用于溫度傳用于溫度傳感的典型形式，這種控制器是感的典型形式，這種控制器是把把SMASMA絲作為電橋的一個電阻，絲作為電橋的一個電阻，當當SMASMA絲感溫后電阻率發(fā)生變絲感溫后電阻率發(fā)生變化，從而引起電橋失去平衡，化，

13、從而引起電橋失去平衡，電流信號通過放大器被放大，電流信號通過放大器被放大，從而激活繼電器產(chǎn)生動作。從而激活繼電器產(chǎn)生動作。形狀記憶合金傳感器形狀記憶合金傳感器 形狀記憶合金本質(zhì)上是金屬，形狀記憶合金本質(zhì)上是金屬，因此它具有金屬的導電性，即表因此它具有金屬的導電性，即表現(xiàn)為電阻特性。但現(xiàn)為電阻特性。但SMASMA的電阻率的電阻率受應(yīng)力影響，其應(yīng)力受應(yīng)力影響，其應(yīng)力- -電阻率特電阻率特性曲線在彈性變形范圍內(nèi)呈線性，性曲線在彈性變形范圍內(nèi)呈線性，因而可以利用其電阻特性來監(jiān)測因而可以利用其電阻特性來監(jiān)測結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。集傳感、驅(qū)動、控制、換能于一身集傳感、驅(qū)動、控制、

14、換能于一身機械性質(zhì)優(yōu)良，能恢復的形變可高達機械性質(zhì)優(yōu)良，能恢復的形變可高達1010，而一般，而一般金屬材料只有金屬材料只有0.10.1以下以下有確定的轉(zhuǎn)變溫度有確定的轉(zhuǎn)變溫度 鎳鎳 鈦鈦 5050在加熱時產(chǎn)生的回復應(yīng)力非常大，可達在加熱時產(chǎn)生的回復應(yīng)力非常大，可達500MPa500MPa對環(huán)境適應(yīng)能力強，不受溫度以外的其他因素影響對環(huán)境適應(yīng)能力強，不受溫度以外的其他因素影響無振動噪聲，無污染無振動噪聲，無污染抗疲勞抗疲勞 回憶變形回憶變形500500萬次不疲勞變形萬次不疲勞變形形狀記憶合金特性形狀記憶合金特性 SMA的這些特性，從總體上看，是對環(huán)境刺激的的這些特性，從總體上看，是對環(huán)境刺激的自

15、我適應(yīng)，即通過調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)來適應(yīng)外界條件。自我適應(yīng)，即通過調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)來適應(yīng)外界條件。這說明這說明SMA同時具有傳感和驅(qū)動的功能。這種特性同時具有傳感和驅(qū)動的功能。這種特性在許多智能材料和智能系統(tǒng)的設(shè)計中有重要價值。在許多智能材料和智能系統(tǒng)的設(shè)計中有重要價值。形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用 宇宙飛船登月之后，為了將月球上收集到的各種信息發(fā)回地球，必須在月球宇宙飛船登月之后，為了將月球上收集到的各種信息發(fā)回地球，必須在月球上架設(shè)直徑為好幾米的半月面天線。要把這個龐然大物直接放入宇宙飛船的船艙上架設(shè)直徑為好幾米的半月面天線。要把這個龐然大物直接放入宇宙飛船的船艙中幾乎

16、是不可能。但利用形狀記憶合金則能使其成為可能。中幾乎是不可能。但利用形狀記憶合金則能使其成為可能。 先用鎳鈦合金在高溫下制成半球形的月面天線（這種合金非常強硬，剛度很先用鎳鈦合金在高溫下制成半球形的月面天線（這種合金非常強硬，剛度很好），再讓天線冷卻到好），再讓天線冷卻到2828以下。這時，合金內(nèi)部發(fā)生了結(jié)晶構(gòu)造轉(zhuǎn)變，變得非以下。這時，合金內(nèi)部發(fā)生了結(jié)晶構(gòu)造轉(zhuǎn)變，變得非常柔軟，所以很容易把天線折疊成小球似的一團，放進宇宙飛船的船艙里。到達常柔軟，所以很容易把天線折疊成小球似的一團，放進宇宙飛船的船艙里。到達月球后，宇航員把變軟的天線放在月面上，借助于陽光照射或其他熱源的加熱使月球后，宇航員把變

17、軟的天線放在月面上，借助于陽光照射或其他熱源的加熱使環(huán)境溫度超過奧氏體相變溫度，這時天線猶如一把折疊傘那樣自動張開，成為原環(huán)境溫度超過奧氏體相變溫度，這時天線猶如一把折疊傘那樣自動張開，成為原先定形的拋物狀天線，迅速投入正常的工作。先定形的拋物狀天線，迅速投入正常的工作。月面天線月面天線形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀控制被認為是航空工業(yè)中的智能結(jié)構(gòu)中非常有前景的一形狀控制被認為是航空工業(yè)中的智能結(jié)構(gòu)中非常有前景的一項應(yīng)用。通過形狀記憶合金復合材料的傳感與驅(qū)動功能可直項應(yīng)用。通過形狀記憶合金復合材料的傳感與驅(qū)動功能可直接導致飛行器結(jié)構(gòu)形狀的改變，大大地減輕飛行器

18、的重量。接導致飛行器結(jié)構(gòu)形狀的改變，大大地減輕飛行器的重量。同時這種飛行器自適應(yīng)形狀結(jié)構(gòu)可以增大航程，減少摩擦，同時這種飛行器自適應(yīng)形狀結(jié)構(gòu)可以增大航程，減少摩擦，提高空氣彈性變形特性。這是因為自適應(yīng)智能機翼具有連續(xù)提高空氣彈性變形特性。這是因為自適應(yīng)智能機翼具有連續(xù)的自適應(yīng)表面，可以延緩空氣分叉，因此可以減少摩擦和增的自適應(yīng)表面，可以延緩空氣分叉，因此可以減少摩擦和增加爬升力。圖為加爬升力。圖為NASANASA中心制作完成了中心制作完成了30%30%比例的智能機翼模型。比例的智能機翼模型。在高速度、等角機翼后緣控制等實飛條件下取得到了成功。在高速度、等角機翼后緣控制等實飛條件下取得到了成功。

19、形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用自適應(yīng)智能機翼自適應(yīng)智能機翼形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用自適應(yīng)智能旋翼自適應(yīng)智能旋翼 形狀記憶合金可應(yīng)用于直升飛機的智能水平旋翼由于直升飛形狀記憶合金可應(yīng)用于直升飛機的智能水平旋翼由于直升飛機的高震動和高噪聲使使用受到限制。其噪聲和震動的來源主機的高震動和高噪聲使使用受到限制。其噪聲和震動的來源主要是葉片渦流干擾，以及葉片型線的微小差。這就需要一種平要是葉片渦流干擾，以及葉片型線的微小差。這就需要一種平衡葉片螺距的裝置，使各葉片能精確地在同一平面旋轉(zhuǎn)。目前衡葉片螺距的裝置，使各葉片能精確地在同一平面旋轉(zhuǎn)

20、。目前已開發(fā)出一種葉片的軌跡控制器。它是用一個小的雙管形狀記已開發(fā)出一種葉片的軌跡控制器。它是用一個小的雙管形狀記憶合金驅(qū)動器控制葉片邊緣軌跡上的小翼片的位置，使其震動憶合金驅(qū)動器控制葉片邊緣軌跡上的小翼片的位置，使其震動降到最低。降到最低。形狀記憶元件具有感溫和驅(qū)動形狀記憶元件具有感溫和驅(qū)動雙重功能，因此可制作用于航天雙重功能，因此可制作用于航天空間探索的智能機械手。手指和空間探索的智能機械手。手指和手腕靠手腕靠Ti-NiTi-Ni合金螺旋彈簧的伸合金螺旋彈簧的伸縮實現(xiàn)開閉和彎曲動作，肘和肩縮實現(xiàn)開閉和彎曲動作，肘和肩是靠直線狀是靠直線狀Ti-NiTi-Ni合金絲的伸縮合金絲的伸縮實現(xiàn)彎曲動

21、作。實現(xiàn)彎曲動作。各個形狀記憶合各個形狀記憶合金元件都由直接通上的脈寬可調(diào)金元件都由直接通上的脈寬可調(diào)電流加以控制。電流加以控制。這種機械手的最大特點是小型這種機械手的最大特點是小型化，非常適于航天的無人操作活化，非常適于航天的無人操作活動。其另一個重要特征是動作柔動。其另一個重要特征是動作柔軟，非常接近人手的動作軟，非常接近人手的動作, ,可完可完成許多細膩的工作，如取出雞蛋成許多細膩的工作，如取出雞蛋等。等。形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用智能機械手智能機械手形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用智能機械手智能機械手20042004年初登上

22、火星的探測機器人年初登上火星的探測機器人“勇氣勇氣”號、號、“機遇機遇”號號記憶鉚釘記憶鉚釘形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用在飛機的制造工藝中，需要用大量的連接件如鉚釘和螺栓進行連接或緊固。在飛機的制造工藝中，需要用大量的連接件如鉚釘和螺栓進行連接或緊固。采用形狀記憶合金制作緊固銷釘，將是飛機制造業(yè)中的一項嶄新的工藝技術(shù)。采用形狀記憶合金制作緊固銷釘，將是飛機制造業(yè)中的一項嶄新的工藝技術(shù)。它可以在某些很難進行操作的場合它可以在某些很難進行操作的場合( (如在密閉真空中如在密閉真空中), ), 較容易地實現(xiàn)材料的較容易地實現(xiàn)材料的鏈接和緊固。鏈接和緊固。鉚釘尾部記憶成

23、型為開口狀鉚釘尾部記憶成型為開口狀, ,緊固前緊固前, ,將鉚釘在干冰中冷卻后把尾部拉直將鉚釘在干冰中冷卻后把尾部拉直, ,插插入被緊固件的孔中入被緊固件的孔中, ,溫度上升產(chǎn)生形狀恢復溫度上升產(chǎn)生形狀恢復, ,鉚釘尾部叉開即可實現(xiàn)緊固。鉚釘尾部叉開即可實現(xiàn)緊固。形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用形狀記憶合金在航空航天中的應(yīng)用奧氏體相下的緊縮套管奧氏體相下的緊縮套管 馬氏體相下的膨脹套管馬氏體相下的膨脹套管記憶合金管接頭記憶合金管接頭升溫升溫在飛機上通常裝有各種不同直徑的管道，對于一些異徑管接頭的連接，形狀記憶在飛機上通常裝有各種不同直徑的管道，對于一些異徑管接頭的連接，形狀記憶合金可以大顯身手。

24、合金可以大顯身手。先將形狀記憶合金材料加工成所要求的管材，然后經(jīng)適當熱處理使管材產(chǎn)生徑向先將形狀記憶合金材料加工成所要求的管材，然后經(jīng)適當熱處理使管材產(chǎn)生徑向膨脹，并快速冷卻，即可制得馬氏體相變后套管。應(yīng)用時，將此套管套在需要連接膨脹，并快速冷卻，即可制得馬氏體相變后套管。應(yīng)用時，將此套管套在需要連接的兩個管材的接頭上，再用加熱器將已膨脹的套管加熱至其軟化點（即奧氏體溫度）的兩個管材的接頭上，再用加熱器將已膨脹的套管加熱至其軟化點（即奧氏體溫度）以上，膨脹管便收縮到初始形狀，緊緊包覆在管接頭。以上，膨脹管便收縮到初始形狀，緊緊包覆在管接頭。 形狀記憶合金還可制成各類心臟修補器、血形狀記憶合金還

25、可制成各類心臟修補器、血栓過濾器、傷骨固定器、脊柱矯正器、手術(shù)縫合栓過濾器、傷骨固定器、脊柱矯正器、手術(shù)縫合線、人造骨骼等等。線、人造骨骼等等。形狀記憶合金在醫(yī)學中的應(yīng)用形狀記憶合金在醫(yī)學中的應(yīng)用 記憶食道架能在喉部膨脹成新的食道。必要時只要向食道記憶食道架能在喉部膨脹成新的食道。必要時只要向食道里加上冰塊，里加上冰塊，“食道食道”又會遇冷收縮，從而可輕易取出，使又會遇冷收縮，從而可輕易取出，使失去進食功能的食道癌患者提高了生活質(zhì)量。失去進食功能的食道癌患者提高了生活質(zhì)量。 （a a）預壓縮）預壓縮 （b b）受熱擴張后）受熱擴張后 （c c）植入腔道內(nèi)效果）植入腔道內(nèi)效果記憶食道支記憶食道支

26、架架溫度調(diào)節(jié)裝置溫度調(diào)節(jié)裝置形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用SMASMA熱驅(qū)動器基本工作原理就是一個在特定溫度或特定溫度熱驅(qū)動器基本工作原理就是一個在特定溫度或特定溫度范圍內(nèi)的范圍內(nèi)的“開開 關(guān)關(guān)”運動。運動。SMASMA彈簧跟可調(diào)偏壓彈簧相對，二者彈簧跟可調(diào)偏壓彈簧相對，二者均直接接觸冷熱水混合流。水溫太高時均直接接觸冷熱水混合流。水溫太高時SMASMA彈簧向右推動活塞，彈簧向右推動活塞，限制熱水流，降低混合水的水溫。水溫太低時發(fā)生相反的運動。限制熱水流，降低混合水的水溫。水溫太低時發(fā)生相反的運動。送出的水溫用改變偏壓彈簧縮量的溫度控制旋鈕調(diào)節(jié)。送出的水溫用改變偏壓彈簧縮

27、量的溫度控制旋鈕調(diào)節(jié)。過熱保護裝置過熱保護裝置形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用用形狀記憶合金彈簧可以設(shè)計一種過熱保護的用形狀記憶合金彈簧可以設(shè)計一種過熱保護的SMASMA驅(qū)動器，驅(qū)動器，以避免淋浴時意外燙傷。以避免淋浴時意外燙傷。正常工作時，熱水的溫度小于正常工作時，熱水的溫度小于SMASMA的奧氏體相變溫度，當水的奧氏體相變溫度，當水溫達到可能燙傷人的溫度溫達到可能燙傷人的溫度( (大約大約48)48)時，時，SMASMA發(fā)生形變，從而發(fā)生形變，從而驅(qū)動閥門關(guān)閉，直到水溫降到安全溫度，閥門才重新打開。驅(qū)動閥門關(guān)閉，直到水溫降到安全溫度，閥門才重新打開。可以轉(zhuǎn)動手柄可以轉(zhuǎn)動

28、手柄(a)(a)讓偏壓彈簧失效使熱水直接流過閥。讓偏壓彈簧失效使熱水直接流過閥?？照{(diào)的制冷效果是靠開、關(guān)壓縮機或改變電流頻率來控制的。從空調(diào)空調(diào)的制冷效果是靠開、關(guān)壓縮機或改變電流頻率來控制的。從空調(diào)送出的風溫不能改變，有時冷的令人不適。解決該問題的方法是用裝在送出的風溫不能改變，有時冷的令人不適。解決該問題的方法是用裝在空調(diào)機前部的空調(diào)機前部的SMASMA驅(qū)動器的活動導流片來控制氣流的方向。冷氣流被控制驅(qū)動器的活動導流片來控制氣流的方向。冷氣流被控制向上吹；暖氣流被控制向下吹。在連接結(jié)構(gòu)和導流片的搖擺運動模型中，向上吹；暖氣流被控制向下吹。在連接結(jié)構(gòu)和導流片的搖擺運動模型中，SMASMA彈簧

29、和偏壓彈簧通過一個樞軸驅(qū)動導流片作蹺蹺板似的搖擺運動，從彈簧和偏壓彈簧通過一個樞軸驅(qū)動導流片作蹺蹺板似的搖擺運動，從而改變氣流方向。而改變氣流方向?？照{(diào)風向調(diào)節(jié)機構(gòu)空調(diào)風向調(diào)節(jié)機構(gòu)形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用 利用CuZnAl形狀記憶合金雙程記憶恢復特性制成的記憶合金花瓣瓣，動作幅度為180。采用CuZnAl記憶合金片，以熱水或熱風為熱源，開放溫度為6585，閉合溫度為室溫。花蕾直徑80mm,展開直徑200mm。記憶合金花記憶合金花形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用利用形狀記憶效應(yīng)可以制成記憶眼鏡框，如果不小心被利用形狀記憶效應(yīng)可以制成記憶眼鏡框，如果

30、不小心被碰彎曲了，只要將其放在熱水中加熱，就可以恢復原狀。而碰彎曲了，只要將其放在熱水中加熱，就可以恢復原狀。而且這種眼鏡框具有超彈性，使人佩戴后感到非常舒適。且這種眼鏡框具有超彈性，使人佩戴后感到非常舒適。形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用記憶眼鏡框記憶眼鏡框形狀記憶合金制成的形狀記憶合金制成的“蝴蝶蝴蝶” （可模仿肌肉的收縮）（可模仿肌肉的收縮）形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用形狀記憶合金在生活中的應(yīng)用記憶照明燈罩記憶照明燈罩 用形狀記憶合金制造汽車的外殼，萬一被撞癟，只要用形狀記憶合金制造汽車的外殼，萬一被撞癟，只要澆上一桶熱水就可恢復到原來的形狀。澆上一桶熱水就可恢復到原來

31、的形狀。記憶汽車外殼記憶衣服記憶衣服 用記憶合金絲混合羊毛織成衣服，當人運動后體溫上升，用記憶合金絲混合羊毛織成衣服，當人運動后體溫上升，衣服就會根據(jù)人的體溫自動地調(diào)整使衣服變得寬松，使人感衣服就會根據(jù)人的體溫自動地調(diào)整使衣服變得寬松，使人感覺更舒適。覺更舒適。記憶車釘記憶車釘 用形狀記憶合金制成的釘子安裝在汽車外胎上，當氣用形狀記憶合金制成的釘子安裝在汽車外胎上，當氣溫降低、公路結(jié)冰時，釘子會溫降低、公路結(jié)冰時，釘子會“自動自動”從外胎里伸出來，從外胎里伸出來，防止車輪打滑。防止車輪打滑。 用形狀記憶合金制造的城市照明燈，有兩瓣隨著燈的亮用形狀記憶合金制造的城市照明燈，有兩瓣隨著燈的亮滅而逐漸張開或合上的金屬葉片。白天，路燈熄滅，葉片滅而逐漸張開或合上的金屬葉片。白天，路燈熄滅，葉片合上；傍晚，路燈亮起燈泡發(fā)熱，葉片受熱而逐漸張開，合上；傍晚，路燈亮起燈泡發(fā)熱，葉片受熱而逐漸張開，使燈泡顯露出來。使燈泡顯