形狀記憶合金材料

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1、為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃形狀記憶合金材料　　第七章形狀記憶材料　　形狀記億材料是一種特殊功能材料，這種集感知和驅(qū)動于一體的新型材料可以成為智能材料結(jié)構(gòu)，而備受世界矚目。1951年美國Read等人在Au—Cd合金中首先發(fā)現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)(ShapeMemoryEffect，簡稱SME)。1953年在In—T1合金中也發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象，但當(dāng)時未能引起人們的注意！直到1964年布赫列等人發(fā)現(xiàn)Ti—Ni合金具有優(yōu)良的形狀記憶性能，并研制成功實用的形狀記憶合金“Nitinol”,引

2、起了人們的極大關(guān)注，世界各國科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員進行了廣泛的理論研究和應(yīng)用開發(fā)。形狀記憶合金已廣泛用于人造衛(wèi)星天線、機器人和自動控制系統(tǒng)、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備和能量轉(zhuǎn)換材料。近年來，又在高分子聚合物、陶瓷材料、超導(dǎo)材料中發(fā)現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)，而且在性能上各具特色，更加促進了形狀記憶材料的發(fā)展相應(yīng)用?！　〉谝还?jié)形狀記憶效應(yīng)　　一、形狀記憶效應(yīng)目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個

3、人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　具有一定形狀的固體材料，在某一低溫狀態(tài)下經(jīng)過塑性變形后，通過加熱到這種材料固有的某一臨界溫度以上時，材料又恢復(fù)到初始形狀的現(xiàn)象，稱為形狀記憶效應(yīng)。具有形狀記憶效應(yīng)的材料稱為形狀記憶材料。例如，在高溫時將處理成一定形狀的金屬急冷下來，在低溫相狀態(tài)下經(jīng)塑性變形成另一種形狀，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會恢復(fù)到低溫塑性變形前的形狀。具有這種形狀記憶效應(yīng)的金屬，通常是由2種以上的金屬元素構(gòu)成的合金，故稱為形狀記憶合金(ShapeMemoryAlloys，簡稱SMA)?！　⌒螤钣洃浶?yīng)可分為3種類型：單程形狀記憶效應(yīng)、雙程

4、形狀記憶效應(yīng)和全程形狀記憶效應(yīng)。圖4—l表示3種不同類型形狀記憶效應(yīng)的對照。所謂單程形狀記憶效應(yīng)就是材料在高溫下制成某種形狀，在低溫時將其任意變形，再加熱時恢復(fù)為高溫相形狀，而重新冷卻時卻不能恢復(fù)低溫相時的形狀。若加熱時恢復(fù)高溫相時的形狀，冷卻時恢復(fù)低溫相形狀，即通過溫度升降自發(fā)可逆的反復(fù)恢復(fù)高低溫相形狀的現(xiàn)象稱為雙程形狀記憶效應(yīng)。當(dāng)加熱時恢復(fù)高溫相形狀，冷卻時變?yōu)樾螤钕嗤∠蛳喾吹母邷叵嘈螤畹默F(xiàn)象稱為全程形狀記憶效應(yīng)。它是一種特殊的雙程形狀記憶效應(yīng)，只能在富Ti-Ni合金中出現(xiàn)?！　?　　二、形狀記憶效應(yīng)機理　　大部分合金和陶瓷記憶材料是通過馬氏體相變

5、而呈現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)。馬氏體相變具有可逆性，將馬氏體向高溫相的轉(zhuǎn)變稱為逆轉(zhuǎn)變。形狀記憶效應(yīng)是熱彈性體馬氏體相變產(chǎn)生的低溫相在加熱時向高溫相進行可逆轉(zhuǎn)變的結(jié)果。目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　設(shè)Ms、Mf分別表示冷卻時奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的開始溫度和終了溫度，As、Af表示加熱時馬氏體向奧氏體逆轉(zhuǎn)變的開始溫度和終了溫度。具有馬氏體逆轉(zhuǎn)變，且Ms和As溫度相

6、差很小的合金，將其冷卻到Ms點以下，馬氏體晶核隨著溫度下降而逐漸長大；溫度回升時，馬氏體相變又反過來同步的隨溫度上升而縮小，馬氏體相的數(shù)量隨溫度的變化而發(fā)生變化，這種馬氏體稱為熱彈性馬氏體。在Ms以上某一溫度對合金施加外力也可以引起馬氏體的相轉(zhuǎn)變，所形成的馬氏體叫應(yīng)力誘發(fā)馬氏體。若熱彈性馬氏體相變驅(qū)動力小，在低于Ms點的溫度下，通過降溫進行熱彈性馬氏體相變，從而呈現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)。這種特性與參數(shù)關(guān)系見圖4-2。因此，形狀記憶效應(yīng)是熱彈性馬氏體相變產(chǎn)生的低溫相在加熱時向高溫相進行可逆轉(zhuǎn)變的結(jié)果　　2　　研究表明，合金呈現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)必須具備如下條件：(1)馬氏

7、體相交是熱彈性的；　　(2)母相與馬氏體相呈現(xiàn)有序點陣結(jié)構(gòu)；(3)馬氏體內(nèi)部是李晶變形的；(4)相變時在晶體學(xué)上具有完全可逆性。目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　由于有序點陣結(jié)構(gòu)的母相與馬氏體相變的孿生結(jié)構(gòu)具有共格性，在母相→馬氏體→母相的轉(zhuǎn)變循環(huán)中，母相完全可以恢復(fù)原狀。這就是單程記憶效應(yīng)的原因。形狀記憶時晶體結(jié)構(gòu)變化的模型如圖4-3。形狀記憶效應(yīng)歷

8、程可用圖4—4表示，圖中：1、將母相冷卻到Ms點以下進行馬氏體相變