形状记忆合金的应用成为可能

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形状记忆合金(SMA)材料,“记住”原来的形状和变形后可以回亚博网站下载到原来的形状在一个刺激。他们也被称为智能记忆合金或金属。sma材料被奥兰德阿恩在1932年首次报道。他观察到,gold-cadmium合金可以弯曲的时候很酷,但它可以回到原来的形状,当加热。然而,直到威廉·比勒和弗雷德里克·王的美国海军军械实验室开发了一个在1962年镍钛合金制成,可以回到原来的形状变形,这些材料了。亚博网站下载这种合金是商业化的镍钛诺和此后sma材料已经成为一个受欢迎的选择在各种各样的领域如航空航天、土木工程、生物医学设备。一些sma材料可以回到一个形状不同于原来的形状在一个刺激,因此持有两种不同的形状和被称为双向sma材料。

形状记忆合金的性质

为什么只有一些金属显示一个可逆变化的形状记忆效应是由于晶体结构。sma材料有两个不同的阶段有不同的晶体结构不同的属性,称为马氏体和高温阶段称为奥氏体的低温阶段。与一个典型的转换涉及到原子的扩散,在sma材料相变发生剪切晶格畸变,使可逆的变化。

sma材料还显示一个所谓的超塑性,他们几乎橡胶的行为。这个属性在眼镜框,发现使用。sma材料可以产生一个比大多数其他金属大变形。此外,他们也超弹性,这意味着他们可以恢复从相对较大的菌株的7%,尽管有一些滞后。这个能量耗散sma材料发现应用在振动阻尼器。

应用程序

sma材料已被用于各种各样的应用程序生成多样化的产业。除了上面提到的灵活的眼镜架,它们可以用于生物工程应用,如牙科电线如用于牙科牙套,使用金属板修复骨折,医疗设备,帮助开放的静脉和动脉阻塞。它们是用作电线和管道在应用程序与热流体流经它们。这些材料是理亚博网站下载想的,因为他们可以保留其形状甚至在激烈的环境中。

另一个sma材料在土木工程中的应用。例如,他们被用于桥梁结构。sma材料可以抑制振动,因此优化各种结构的固有频率。这个属性的振动衰减也被用于运载火箭和喷气发动机。新型轻合金也被发现,比如magnesium-scandium可以有各种潜在的应用在航空航天应用程序和医疗行业等可降解self-expanding支架。

sma材料还可以作为致动器的另一个原因是他们能够改变形状和潜在的应用在飞机和太空飞行器,因为它们更轻、可以帮助节约能源而笨重的机械传动装置。今年早些时候,美国国家航空航天局(NASA)展示了一种镍SMA驱动器用于折叠机翼在飞行的外围部分。这种变化在飞机的翅膀的角度根据风能和湍流有助于减少能源消耗。

sma材料的另一个可能的应用是在改造建筑设计不考虑地震条件。这里,sma材料进行大变形的能力很少残余应变能力以及可逆的形状变化的滞后。可以加装钢筋混凝土梁柱接头使用预应力SMA电线。这显著增加了它们抗剪强度和轴向载荷能力,相对于电线,强调只有当混凝土开始扩大。

在一个最新的发现,研究人员增加了高温SMA的操作温度,从400°C到700°C。他们结合了四个或更多金属形成了形状记忆合金。一个潜在的应用sma材料与高操作温度可以降低进入机场时飞机噪音。sma材料能自动改变排气喷嘴的大小取决于在不同飞行阶段遇到的温度。

虽然已经有大量的应用sma材料,新型合金被发现有不同的属性,似乎有更多的应用程序可以使用这些材料。亚博网站下载

引用

• p·k·库马尔和d . c . Lagoudas“介绍形状记忆合金,”:形状记忆合金。施普林格,波士顿,MA (2008)。https://doi.org/10.1007/978 - 0 - 387 - 47685 - 8 _1
• https://depts.washington.edu/matseed/mse_resources/Webpage/Memory%20metals/applications_for_shape_memory_al.htm
• https://www.nasa.gov/centers/armstrong/feature/nasa-tests-new-alloy-to-fold-wings-in-flight.html
• 小川et al .,科学,3亚博老虎机网登录53 (2016),368。DOI: 10.1126 亚博老虎机网登录/ science.aaf6524
• 2015年证券交易委员会会议:地震风险和工程对一个有弹性的世界,9 - 10 2015年7月,英国剑桥。https://www.seced.org.uk/images/newsletters/SUHAIL, % 20阿马托% 20陈% 20和% 20 mccrum.pdf
• Canadinc et al ., Scripta Materialia, 158 (2019), 83。https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2018.08.019

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