形状记忆合金有助于提高武器部件的安全性

想象一下，解开一个手指大小的弹簧，然后在解开的部分下面用打火机点燃火焰。就像魔法一样，它再次旋转成弹簧，因为金属合金记得它原来的形状。

桑迪亚国家实验室的研究人员认为，这种形状记忆合金可以用来提高武器部件在火灾或其他事故中的安全性。欧洲杯足球竞彩材料科学家唐·苏珊(Don Susan)说，由高温形状记忆合金制成的热设备可能会关闭或打开一个开关，或锁住一个齿轮以防止它转动。

“你能想到的几乎是无限的，你能用改变形状的合金做什么，”他说。

苏珊是一个项目的首席研究员，该项目旨在为武器部件制造高温形状记忆合金。到目前为止的成就:

• 研究人员研制了新的合金成分，包括镍钛铂、镍钛钯和镍钛铪，并提出了这些成分的技术进展。将一项技术进步归档是为以后的专利申请记录一项发明的第一步。
• 该团队已经描述了这些材料的关键特性，如它们改变形状、强度和延展性的方式。欧洲杯足球竞彩
• 小组成员已经生产出了在特定温度下形状会发生变化的原型部件。
• 桑迪亚是第一个在高温变形合金中展示超弹性特性的公司，并在这方面取得了技术进步。超弹性是金属的一种橡胶性质，比如眼镜框可以扭曲而不折断。苏珊说，桑迪亚目前不打算开发这处房产，但它可以提供未来的设计选择。

该项目目前是第三个也是最后一个项目，由桑迪亚的实验室指导研究和发展项目资助。

合金记得最初的形状

形状记忆合金的工作原理有点像建筑物的消防喷淋系统中的热传感器。这种热传感器由一种液体组成，它会膨胀并打破玻璃外壳，触发一个开关，打开洒水器。类似地，形状记忆合金会改变形状，而不是简单地膨胀。

苏珊说:“如果你把铁丝弯曲，它就会变直。”“如果它本来是弯的，你把它弄直了，它会变回弯的。当你加热它时，它会记住一个形状。”

与武器安全工程师约翰·德巴西奇一起启动该项目的项目经理吉姆·麦克哈农（Jim McElhanon）说，这种合金之所以能够触发一个过程，仅仅是因为它能够改变形状。苏珊后来接替麦克哈农担任首席调查员。其他队员包括汤姆·布希特、乔丹·马萨德、堂·布拉德利、马克·里斯和汤姆·克伦肖。

“我真的相信，对[高温]变形合金的研究将使我们能够创造出对核武器安全产生重大影响的新设备。我们正在开发的形状记忆合金可以通过暴露在特定温度下被动地改变形状，也可以通过通过材料产生热量的电流主动改变形状，”McElhanon说。

形状记忆合金已经存在了几十年，各种类型的商业销售。它们通常用于医疗器械，如支架，它会随着体温改变形状。苏珊说，一个储存在低于体温的微型支架，可以被挤压到足够小的程度，放入动脉，然后加热到体温时打开动脉。

特定温度下所需的形状变化

Sandia合金可以在低于室温的温度下改变形状，达到500摄氏度以上，或约930华氏度。

Susan和McElhanon说，商用合金在不符合Sandia需要的温度下改变形状。Sandia在最近对高温形状记忆合金的研究基础上开发了自己的合金。

Susan说：“Sandia的人们几十年前就在研究这些合金，但在过去15年左右这些新合金问世之前，温度总是太低，对我们的零件没有用处。”。

苏珊说，任何形状的改变都必须发生在部件制造的温度之上。

“你不希望在制造零件时发生这种情况，”他说。“你也不希望它在阳光下出现。它必须比太阳高。”

今年4月，形状记忆合金研究与技术进步联盟(CASMART)投票决定加入桑迪亚为成员。2006年，政府、学术界和产业界的专家们成立了CASMART，分享形状记忆合金的应用研究成果。

McElhanon说:“加入这个联盟对实验室来说是一个巨大的进步。”“我们正在与该地区的世界专家合作。”

显示行为的计算机模型

Sandia与Ron Noebe和他的同事在俄亥俄州NASA的Glenn研究中心以及位于College Station的德克萨斯A&M大学的同事一起研究形状记忆合金。NASA和德克萨斯A&M都是联合体成员。Susan说，NASA对用于飞行应用的合金感兴趣，而大学则致力于材料加工——将合金加工成特定形状。德克萨斯A&M研究员布赖恩·莱斯特（Brian Lester）今年夏天与桑迪亚合作，研究形状记忆合金行为的计算机模型。欧洲杯足球竞彩

“我们的计算机模型无法处理这样形状变化的东西，”苏珊说。“当你加热某物时，它会膨胀一点，当你冷却它时，它会收缩。我们可以在计算机代码中处理这一点，但不能处理这种更戏剧性的形状变化。”

Susan展望了Sandia未来在风能、太阳能和卫星用形状记忆合金方面的研究。

“它们真是有趣的材料，”他说。“我们在桑迪亚的大部分工作是欧洲杯足球竞彩不锈钢、铝，这是我们一直在做的事情，我们的大部分零件都是由不锈钢、铝制成的。因此，从事不同的工作并探索各种可能性是很有趣的。”

来源:http://www.sandia.gov/