《形状记忆合金讲》课件.pptVIP

形状记忆合金形状记忆合金是一种具有特殊性能的材料，它在特定条件下能够恢复到原来的形状。

什么是形状记忆合金？形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的特殊金属合金。当材料被加热到特定的温度时，它会恢复到其原始形状。形状记忆合金的这种独特性能使其在各种领域具有广泛的应用。

形状记忆合金的工作原理1相变加热到一定温度，形状记忆合金会发生相变2回复相变后，合金恢复到原始形状3形变在低温状态下，合金可以被塑性形变

形状记忆合金的特点形状恢复在一定的温度范围内，形状记忆合金可以恢复到预设的形状。高强度与传统金属相比，形状记忆合金具有更高的强度和抗疲劳性。超弹性形状记忆合金可以承受比传统金属更大的形变而不发生永久性变形。

形状记忆合金的发展历程早期研究1932年，奥奈斯发现金-镉合金具有形状记忆效应。合金发展20世纪60年代，美国海军研究室开始了形状记忆合金的研究，并开发出镍钛合金（Nitinol）。应用拓展20世纪70年代开始，形状记忆合金在医疗、航空、汽车等领域得到应用。未来展望形状记忆合金的研究和应用仍在不断发展，未来将有更多的新材料和新应用出现。

形状记忆合金的制造方法1熔炼将原材料混合，高温熔化并混合成均匀的合金2热处理通过加热和冷却，使合金获得所需的相变特性3加工成型将合金加工成所需的形状，如线材，板材或管材4表面处理通过表面处理，提升合金的耐腐蚀性和耐磨性

形状记忆合金的性能指标指标单位典型值恢复应力MPa100-1000恢复应变%2-10相变温度℃-50-200抗拉强度MPa400-1000屈服强度MPa200-600延伸率%5-20

形状记忆合金的应用领域医疗器械形状记忆合金在医疗器械中应用广泛，例如，用于制作血管支架、人工心脏瓣膜、骨钉和骨板等。航天航空形状记忆合金可用于制造飞机和火箭的部件，如机翼、尾翼和发动机部件，提升其性能和可靠性。汽车工业形状记忆合金在汽车工业中用于制造发动机部件、安全气囊、排气系统和座椅，提升其性能和安全性。消费品形状记忆合金也用于制造眼镜架、手表、玩具和运动器材等消费品，提升其功能和耐用性。

医疗器械中的应用形状记忆合金在医疗器械领域拥有广泛的应用，其独特的性能为医疗器械的创新提供了新的可能。用于制造**可控释放药物**的支架，在温度变化下改变形状，释放药物。用于制作**微创手术工具**，如血管夹和导管，提高手术的精确性和安全性。用于制造**人工关节和骨骼**，模拟人体骨骼的弹性和韧性，改善患者的生活质量。

航天航空中的应用形状记忆合金在航天航空领域拥有广阔的应用前景。它们能够在高温、低温、高压等极端环境下保持良好的性能，并具有优异的抗疲劳性和抗腐蚀性。例如，形状记忆合金可以用于制造航天器的结构件，例如机身、机翼、卫星天线等，以提高其强度和耐用性。此外，形状记忆合金还可以用作航天器上的智能控制元件，例如自修复结构、可控变形机构等，以提升航天器的可靠性和安全性。

汽车工业中的应用形状记忆合金在汽车工业中有着广泛的应用，例如：用于制造汽车保险杠、引擎盖等部件，提高汽车的安全性用于制造汽车座椅、方向盘等部件，提高汽车的舒适性用于制造汽车排气系统，提高汽车的燃油效率

消费品中的应用形状记忆合金在消费品领域拥有广泛的应用，为生活带来便捷和舒适。从智能眼镜到自调节服装，形状记忆合金正在改变着人们的生活方式。智能眼镜框架：形状记忆合金眼镜框架可以根据不同的脸型自动调节，提供舒适的佩戴体验。自调节服装：形状记忆合金织物可以根据温度变化自动调整衣服的松紧度，保持舒适的穿着体验。可折叠手机：形状记忆合金可以用于制作可折叠手机的铰链，实现手机的灵活折叠和展开。

形状记忆合金材料的分类单向形状记忆合金仅在特定温度下恢复到原始形状。双向形状记忆合金可在两个方向上恢复到预设形状。

单向形状记忆合金定义仅在加热时恢复到原始形状的形状记忆合金。特点恢复原始形状的温度和方向是固定的。

双向形状记忆合金双向形状记忆效应双向形状记忆合金可以根据温度变化在两个不同的形状之间转换。应用领域双向形状记忆合金在航空航天、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。示例例如，可用于制造可调节形状的医疗器械，或用于航空航天领域中的温度控制。

形状记忆合金的相变行为1奥氏体相高温状态下的稳定结构，具有高弹性，能承受较大形变。2马氏体相低温状态下的稳定结构，具有高强度，但塑性较差。3相变过程温度变化导致合金晶体结构发生变化，从奥氏体相变为马氏体相或反之。

形状记忆合金的热机械性能热循环形状记忆合金可以承受多次热循环而不会显著退化，使其适用于需要反复循环热应力的应用。力学性能形状记忆合金具有高强度、高弹性模量和高屈服强度，使其能够承受高载荷。形变能力形状记忆合金能够在高温下承受大形变并恢复其原始形状，使其适用于需要高形变能力的应用。

形状记忆合金的超弹性大变形形