基本介紹
- 中文名：寬熱滯形狀記憶合金
- 外文名：wide hysteresis shape memory alloy
- 學科：材料工程
- 領域：工程技術
簡介,原理本質,研究背景,套用,
簡介
原理本質
這裡提到的寬熱滯，本質上是一種亞穩態，即在應力誘發馬氏體相變時使記憶合金過量變形或在約束狀態下時效，使得合金出現適量缺陷以阻滯馬氏體逆轉變，即使得馬氏體穩定化，在M點不變的情況下，A點暫時升高到A`點，從而加寬了熱滯。若在合金中加入適當合金元素，產生軟彌散相，可使過量變形心的應力誘發馬氏體穩定化程度劇增，大幅度提高A點，使相變熱滯加寬若干倍，例如在TiNi中加入大量金屬鈮，形成一種記憶合金，Nb(Ti,Ni)合金相彌散於TiNi基體中，促進了馬氏體穩定化，相變熱滯寬度達到140℃， A升高到常溫以上。這種寬滯記憶合金是製造管路連線器等緊固器件的新型材料，使低溫擴徑後的管接頭預變形器件不必非在液氮下貯運。
研究背景
形狀記憶合金(SMA)是20世紀60年代發展起來的新興功能材料。合金在低溫下變形，加熱到臨界溫度(逆相變點)以上，通過逆相變恢復原始形狀,稱為形狀記憶效應。形狀記憶合金因具有寶貴的原始形狀的記憶性能，超彈性和高阻尼特性，已在航空、航天、電子、機械、醫學、家電等方面得到廣泛套用。管接頭則是最早最成功的工程套用之一。60年代末，形狀記憶合金管接頭最先在美國海軍F214戰鬥機液壓系統鈦合金管路上作為永久接頭使用。這種管接頭在美國各種型號飛機上使用已超過150萬隻，尚未發現一例失效。美國軍方已規定記憶合金管接頭作為軍用飛機液壓管路連線的唯一許用系統。
1986年，美國研製出一種新型Ni2Ti2Nb系寬滯後記憶合金。與傳統的NiTi二元合金及工程中廣泛套用的NiTiFe記憶合金相比，其具有顯著優點：加工成形性能好；經適當處理後，相變滯後(As2Ms)可達150℃，明顯寬於NiTi及NiTiFe記憶合金(通常為30~50℃)，用其製成的管接頭可以在常溫下儲存和運輸，無需在液氮中保存，降低了套用成本，安裝時加熱到逆相變溫度以上即可完成形狀恢復，工程套用方便。美國Raychem公司於1986年申請了此項技術專利，並大量生產該種寬滯後記憶合金管接頭及器件。
套用
廣泛用於航空、航天、海軍艦艇、及海上石油平台等方面，替代深海水下管路焊接；亦可用於空間狹小不便焊接施工的管路連線，其質量及可靠性均優於焊接和螺紋連線。我國從1990年開始研究NiTiNb記憶合金，在航空等方面取得了一定的套用。
