最佳答案

工業(yè)應(yīng)用： （1）利用單程形狀記憶效應(yīng)的單向形狀恢復(fù)。如管接頭、天線、套環(huán)等。 （2）外因性雙向記憶恢復(fù)。即利用單程形狀記憶效應(yīng)并借助外力隨溫度升降做反復(fù)動作，如熱敏元件、機(jī)器人、接線柱等。 （3）內(nèi)因性雙向記憶恢復(fù)。即利用雙程記憶效應(yīng)隨溫度升降做反復(fù)動作，如熱機(jī)、熱敏元件等。但這類應(yīng)用記憶衰減快、可靠性差，不常用。 （4）超彈性的應(yīng)用。如彈簧、接線柱、眼鏡架等。 醫(yī)學(xué)應(yīng)用： TiNi合金的生物相容性很好，利用其形狀記憶效應(yīng)和超彈性的醫(yī)學(xué)實例相當(dāng)多。如血栓過濾器、脊柱矯形棒、牙齒矯形絲、腦動脈瘤夾、接骨板、髓內(nèi)針、人工關(guān)節(jié)、避孕器、心臟修補(bǔ)元件、人造腎臟用微型泵等。 高科技應(yīng)用展望： 20世紀(jì)是機(jī)電學(xué)的時代。傳感——集成電路——驅(qū)動是最典型的機(jī)械電子控制系統(tǒng)，但復(fù)雜而龐大。形狀記憶材料兼有傳感和驅(qū)動的雙重功能，可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的微型化和智能化，如全息機(jī)器人、毫米級超微型機(jī)械手等。21世紀(jì)將成為材料電子學(xué)的時代。形狀記憶合金的機(jī)器人的動作除溫度外不受任何環(huán)境條件的影響，可望在反應(yīng)堆、加速器、太空實驗室等高技術(shù)領(lǐng)域大顯身手。 記憶合金 談到合金，當(dāng)然要講最有趣的合金--記憶合金。金屬具有記憶，是一個偶然的發(fā)現(xiàn)：60年代初，美國海軍的一個研究小組從倉庫領(lǐng)來一些鎳鈦合金絲做實驗，他們發(fā)現(xiàn)這些合金絲彎彎曲曲，使用起來很不方便，于是就把這些合金絲一根根拉直。在試驗過程中，奇怪的現(xiàn)象發(fā)生了，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升到一定的數(shù)值時，這些已經(jīng)拉直的鎳鈦合金絲突然又恢復(fù)到原來的彎曲狀態(tài)，他們是善于觀察的有心人，又反復(fù)做了多次試驗，結(jié)果證實了這些細(xì)絲確實具?"記憶"。 美國海軍研究所的這一發(fā)現(xiàn)，引起了科學(xué)界的極大興趣，大量科學(xué)家對此進(jìn)行了深入的研究。發(fā)現(xiàn)銅鋅合金、銅鋁鎳合金、銅鉬鎳合金、銅金鋅合金等也都具有這種奇特的本領(lǐng)。人們可以在一定的范圍內(nèi)，根據(jù)需要改變這些合金的形狀，到了某一特定的溫度，它們就自動恢復(fù)到自己原來的形狀，而且這“改變--恢復(fù)”可以多次重復(fù)進(jìn)行，不管怎么改變，它們總是能記憶自己當(dāng)時的形狀，到了這一溫度，就絲毫不差地原形再現(xiàn)。人們把這種現(xiàn)象叫作形狀記憶效應(yīng)，把具有這種形狀記憶效應(yīng)的金屬叫作形狀記憶合金，簡稱記憶合金。 為什么這些合金能具有這種形狀記憶效應(yīng)？它們是怎樣記住自己的原形？用一般金屬鍵理論、自由電子理論是難以解釋合金的這種記憶效應(yīng)的。記憶合金在一定的溫度條件下能回復(fù)到原形，為核外電子的運(yùn)動--隨溫度變化的運(yùn)動，提供了絕佳的例證。 正是由于合金的形成是在高溫條件下液態(tài)金屬的互熔，由于液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)元排異，導(dǎo)致了這種元素的結(jié)構(gòu)元與另一種金屬的結(jié)構(gòu)元相互均布，凝固后，其微觀結(jié)構(gòu)是不同種類的結(jié)構(gòu)元成比例的有序排列，電磁力是構(gòu)成合金物體的主要內(nèi)聚力。 電磁力是由價和電子的運(yùn)轉(zhuǎn)所形成，而電子的運(yùn)轉(zhuǎn)速率隨溫度條件而變化的，所以，物體內(nèi)的電磁力（大小、方向、作用點(diǎn)）也是隨溫度條件而變化。由此導(dǎo)致了金屬物體的內(nèi)力隨溫度條件而變化，只是這些變化在小溫差范圍內(nèi)不明顯，只有在較大溫度變化（幾百攝氏度）時才有表現(xiàn)。 一般金屬在受力后，能產(chǎn)生塑性變形，如一根鐵絲被折彎了，在折彎部位，電磁力受到外力的干擾，導(dǎo)致產(chǎn)生電磁力的價和電子的運(yùn)轉(zhuǎn)平面作出微量調(diào)整，一次塑性變形就完成了。 記憶合金由于是不同種類的結(jié)構(gòu)元相互摻和均布，盡管結(jié)構(gòu)元的個子、電磁力的大小不同，但各自都加快了自身的價和運(yùn)轉(zhuǎn)，在一定的溫度條件下相鄰相安。在受到外力后，電磁力受到外力的干擾，價和電子的運(yùn)轉(zhuǎn)平面作出微量角度調(diào)整，物體產(chǎn)生塑性變形，在此塑性變形中，部分調(diào)整后的價和電子的運(yùn)轉(zhuǎn)是不舒展的。當(dāng)溫度條件變化時價和電子的速率隨之變化，當(dāng)溫度回復(fù)到相安舒展的（轉(zhuǎn)變溫度）條件時，不舒展的價和電子的運(yùn)轉(zhuǎn)立即回復(fù)到當(dāng)時的速率，電磁力隨之發(fā)生變化，使相鄰結(jié)構(gòu)元的價和運(yùn)轉(zhuǎn)也都作出相應(yīng)的調(diào)整，全部回復(fù)到原來的舒展?fàn)顟B(tài)，于是整個物體也都回復(fù)到了原來的狀態(tài)。這就是記憶合金的記憶過程。 其實，金屬的記憶早就被發(fā)現(xiàn)：把一根直鐵絲彎成直角（90° ），一松開，它就要回復(fù)一點(diǎn)，形成大于90° 的角度。把一根彎鐵絲調(diào)直，必須把它折到超過180°后再松開，這樣它就能正好回復(fù)到直線狀態(tài)，這就是中國成語中所講的矯枉過正。還有記憶力更好的合金就是彈簧，（這里所說的是鋼制彈簧，鋼是鐵碳合金）彈簧牢牢地記住了自己的形狀，外力一撤除，馬上回復(fù)到自己的原來的樣子，只是彈簧的記憶溫度很寬，不像記憶合金這樣有一個特定的轉(zhuǎn)變溫度，從而有了一些特別的功用。 利用記憶合金在特定溫度下的形變功能，可以制作多種溫控器件，可以制作溫控電路、溫控閥門，溫控的管道連接。人們已經(jīng)利用記憶合金制作了自動的消防龍頭--失火溫度升高，記憶合金變形，使閥門開啟，噴水救火。制作了機(jī)械零件的連接、管道的連接，飛機(jī)的空中加油的接口處就是利用了記憶合金--兩機(jī)油管套結(jié)后，利用電加熱改變溫度，接口處記憶合金變形，使接口緊密滴水（油）不漏。制作了宇宙空間站的面積幾百平米的自展天線--先在地面上制成大面積的拋物線形或平面天線，折疊成一團(tuán)，用飛船帶到太空，溫度轉(zhuǎn)變，自展成原來的大面積和形狀。 記憶合金目前已發(fā)展到幾十種，在航空、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域有著用途，而且發(fā)展趨勢十分可觀，它將大展宏圖、造福于人類。 形狀記憶合金的研究、發(fā)現(xiàn)至今為止已有十幾種記憶合金體系。包括Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等

回答者：baiyifeng1682016-05-27 00:00