浙教版科学九年级上册_拓展阅读：形状记忆合金及其应用.pdfVIP

操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰

形状记忆合金及其应用

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

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操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰

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。

半球形的网状天线

我们可把形状记忆合金做成温度传感开关元件，用于恒温箱、住宅暖气设备、

汽车风扇的离合器和冷化器、温室窗户、防火门报警装置，重复几十万次，动作

却毫不走样。美国用镍钛合金制作工业控制仪表中记录笔和指针的驱动机构；日

本用它做微型生物机器人。现在正在研究镍钛合金温差热机，只要10℃左右的

温差就能推动热机工作，一旦投入使用，将给我们提供无穷无尽的廉价、清洁、

安全的能源。

此外，镍钛形状记忆合金还可用于制造牙齿的矫正器、避孕器、凝血过滤器。

医疗上它还被用来制作脑动脉瘤手术夹钳、人造心脏瓣膜、脊椎矫正器、骨折部

位的定位夹具等，给病人带来福音。

若将“记忆金属”的“记忆温度”调到体温范围，用它生产妇女文胸托垫，平时

柔软如丝，戴上后遇热就会挺起来。用它做成“金属食道支架”，能在患者喉部膨

胀成新的食道，必要时只要向食道里加冰块，“食道”又会遇冷收缩，从而可轻易

取出。

形状记忆合金的应用

形状记忆合金可以广泛用于管路接头，窗自动开闭，卫星天线，人类牙齿和