具有形狀記憶功能的合金在特定溫度下可以經(jīng)歷塑性變形,改變自身形狀。而在另一個特定溫度下,這些合金能夠自動恢復到原來的形狀,這種特性賦予了它們廣泛的應用前景。形狀記憶合金的具體工作原理涉及到了材料的相變過程。當合金在低于其相變溫度時,可以被塑性變形,形成新的形狀。
1、記憶合金的相變溫度由電流控制。利用形狀記憶特性可以通過用電流控制形狀記憶合金的溫度從而改變記憶合金控制器中記憶合金絲的相變,可達到控制轉(zhuǎn)子的振幅問題。
2、記憶合金的相變行為是其恢復形狀能力的基礎。當記憶合金處于高溫相時,材料可以被任意彎曲和變形。然而,當它被冷卻到低溫相時,其晶體結構發(fā)生相變,使得各原子重新排列成新的結構,并且材料變得很硬而不易形變。當再度被加熱至高溫相時,記憶合金恢復原來的形狀,恢復其柔軟而可變形的特性。
3、記憶合金穩(wěn)流閥的作用是控制溫度。記憶合金是一種原子排列很有規(guī)則、體積變?yōu)樾∮?.5%的馬氏體相變合金。這種合金在外力作用下會產(chǎn)生變形,當把外力去掉,在一定的溫度條件下,能恢復原來的形狀。由于它具有百萬次以上的恢復功能,因此叫做記憶合金。
4、值得注意的是,馬氏體相變不僅受溫度控制,還可以通過應力觸發(fā),稱為應力誘發(fā)馬氏體相變。這種相變的溫度與應力之間存在線性關系。
5、記憶金屬,比如鎳鈦合金,能夠在加熱至一定溫度時恢復到其原始形狀。這是由于合金在受熱時,內(nèi)部原子結構會重新排列,從而從受力后的馬氏體相變回奧氏體相,即從變形狀態(tài)恢復到未變形狀態(tài)。 以鎳鈦合金為例,其相變溫度通常在40°C左右,這個溫度是合金記憶效應的關鍵。
1、形狀記憶合金可以分為三種:(1)單程記憶效應:形狀記憶合金在較低的溫度下變形,加熱后可恢復變形前的形狀,這種只在加熱過程中存在的形狀記憶現(xiàn)象稱為單程記憶效應。(2)雙程記憶效應:某些合金加熱時恢復高溫相形狀,冷卻時又能恢復低溫相形狀,稱為雙程記憶效應。
2、形狀記憶合金根據(jù)其記憶效應的不同,主要分為三種類型:單程記憶效應、雙程記憶效應和全程記憶效應。單程記憶效應的合金在較低溫度下經(jīng)歷變形后,通過加熱可恢復原狀,這一過程僅在加熱期間發(fā)生。雙程記憶效應則表現(xiàn)為合金在加熱時轉(zhuǎn)換為高溫相,冷卻時又恢復低溫相。
3、形狀記憶合金中具有兩種相:高溫相奧氏體相,低溫相馬氏體相。根據(jù)不同的熱力載荷條件,形狀記憶合金呈現(xiàn)出兩種性能。 單程記憶效應。形狀記憶合金在較低的溫度下變形,加熱后可恢復變形前的形狀,這種只在加熱過程中存在的形狀記憶現(xiàn)象稱為單程記憶效應。雙程記憶效應。
4、第一種是按金屬元素構成分類,主要分為鎳鈦基形狀記憶合金(Ni-Ti SMA)、銅基形狀記憶合金(Cu SMA)、鐵基形狀記憶合金(Fe SMA)三大類。
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