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形状记忆合金

2013-01-29 字号:[ ] 编辑:56hx 来源:未知 浏览:
    20世纪60年代初,美国马里兰州海军军械研究所的科学家比勒,用镍钛合金丝做试验。这些合金丝弯弯曲曲,为了使用方便,他把这些合金丝弄直了。但是,当他无意中把合金丝靠近火的时候,奇迹发生了:已经弄直的合金丝居然完全恢复了它们原来弯弯曲曲的形状。
    形状记忆合金之所以具有“记忆智能”,是因为它们都有自己特定的转变温度。以镍钛合金来说,它的转变温度在40℃左右,在40℃以上时它很坚硬,强度也很高;在40℃以下时,它相当软,强度低,可以方便地做成各种形状。这样当我们需要它“记住”某种形状时,可以先把它做成那种形状,进行“热处理”,让它牢牢记住。在转变温度以下它很软,可以随意变形,若要它恢复原形,只要加热到转变温度以上就行了。人们已经发现了几十种形状记忆合金,大多数含镍元素。
    形状记忆合金一面世,就为航空工业立了一功。美国F-14型飞机的液压系统中,平均每架要用800个形状记忆合金接头。自1970年以来,美国海军飞机上使用了几十万个这样的管接头,没出现过一次失效的记录。用形状记忆合金做管接头的办法是:先在转变温度以上,把镍钛合金管接头按密封要求尺寸进行加工,使它的内径比所要连接管子的外径小4%;然后,在液氮低温下将管接头直径扩大,使它的内径比所要连接管子的外径稍大点(大4%),并把两根要连接的管子从两端对准插入接头;最后,当管子处于工作状态,温度回升到转变温度以上,镍钛合金发挥形状记忆效应,管接头自动收缩,管径变细,恢复到第一次加工的尺寸,它就把两根管子紧紧地连到一起。
管接头
    除了做管接头外,这种具有“热收缩”性能的形状记忆合金,还被用来做其他形状复杂的接头、联轴节、连接鞘、紧固件、夹具、定位器、止动器、电路连接器以及记忆铆钉等。形状记忆合金被用作人造卫星或宇宙飞船上的半球形的网状自展天线(直径254毫米)。先把天线在低温下折叠成50毫米的一小团,放在卫星或飞船里,发射或升空后,太阳的热量使它从发射的折叠状态展开成半球形的工作状况。
 
 
选自《化学与人类》

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