2002年4月19日
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镍钛形状记忆合金(SMA)的基础是金属间化合物等原子二元合金NiTi。由于其适中的溶解范围,它的成分可以改变,并可以与其他元素合金,以改变机械性能和形状记忆性能。
镍钛合金表现出共同的形状记忆行为,当加热超过相变温度后恢复到原始形状。
当加热到该温度时,合金由低温单斜马氏体组织转变为高温立方奥氏体组织。
历史
虽然第一个形状记忆合金是在1932年发现的,但镍钛SMAs直到20世纪60年代初才被比勒首次发现。“镍钛诺”这个名字是他在海军法令实验室工作时创造出来的。
比勒的发现为第一种商业开发的形状记忆合金奠定了基础。
成分变化
几种镍钛诺合金的基础是等原子组成。
最常用的镍钛合金改性方法是加入额外的1%的镍。这一过程不仅提高了奥氏体相的屈服强度,而且降低了相变温度。
加入铁、铬等其他常用添加剂来改变相变温度,降低相变温度。此外,可以添加铜来减少马氏体相变形所需的应力,这也减少了迟滞。
碳和氧是必须从系统中清除的污染物。它们会影响材料的力学性能,并对相变温度产生影响。
加工硬化与双向形状记忆效应
可进行加工硬化和适当的热处理以降低变形应力。该工艺不仅提高了奥氏体相的强度,而且使合金具有双向的形状记忆效应。
属性
镍钛诺合金的成分决定了它们的性能,这也会受到其他因素的影响,比如热处理。然而,大多数镍钛合金的密度在6.5 g/cm左右3.其熔化温度范围为1240°C至1310°C。相变温度范围:小于- 100℃,大于100℃。
以下是镍钛合金的重要性能:
- 生物相容性的
- 由于形状记忆效应,可以产生巨大的力
- 中等抗冲击性
- 优异的耐蚀性
- 在过渡温度下表现出杰出的阻尼性能
- 非磁性的本质
- 疲劳强度高
- 中等耐热性
应用程序
- 医疗应用——心血管支架,小切口清除异物的镊子,肌腱固定的锚定器
- 航空航天和海军应用—由镍钛诺制成的联轴器和流体配件用于海军舰艇和军用飞机
- 安全装置-控制水温的消防洒水装置和安全阀/执行机构
- 牙科-不需要调整和重新拧紧的牙齿矫正钢丝
以下是镍钛合金的其他一些用途:
- 炸锅和家用电器
- 眼镜架
- 当用作发动机支架和建筑物的执行器时的振动控制
- 移动电话天线
- 密封件、紧固件、卡箍和连接器
- 衣服,如钢圈胸罩