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神奇的镍钛合金——形状记忆合金

看过电影终结者的小伙伴一定对那个简直碉堡了的能够自动复原的液态金属机器人非常感兴趣吧?被枪打爆了头和身体还能自动复原。

没错,那个机器人正是一种记忆金属的概念版。

我们接触到的记忆金属,大多是单程记忆或者双程记忆。是一种镍合金材料,无论你怎么将它变形扭曲,当它到一定的温度后,它都可以迅速变回它该有的形状。如果有机会,对记忆合金感兴趣的小伙伴可以普森公司参观!

至今为止,世界上发现的形状记忆合金种类多达几十种,镍钛合金是其中最早发展起来、也是实用性最强的一种合金材料。

镍钛合金的特殊性能

镍钛合金是由镍和钛组成的二元合金,除了具有独特的形状记忆功能外,它还具有一系列优异的特性,是一种非常优秀的功能材料。

  1. 形状记忆。镍钛合金在某一温度下受外力变形,去除外力后仍能保持变形后的形状,但在另一种温度时能自动恢复到记忆形状。
  2. 超弹性[i]。镍钛合金的超弹性可随着热处理条件的变化而改变,当镍钛合金丝加热到400℃以上时,超弹性开始下降。
  3. 抗腐蚀性。有研究表明,镍钛合金的耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢,因此被广泛应用于医学领域。
  4. 生物相容性。虽然镍有致癌作用,但镍钛合金表面的二氧化钛充当了屏障,能抑制镍的释放,使镍钛合金具有良好的生物相容性。
  5. 良好的减震性。超弹性镍钛合金丝的初始震动振幅仅为不锈钢丝的一半。
  6. 多程记忆。可以在不同的温度环境选择训练不同的记忆形状。这个在后边有机会可以跟朋友们分享。

镍钛合金的应用

镍钛合金一系列优良的特性,使其在航空航天、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛的应用。

1、航天航空
镍钛合金在航空航天的应用主要包括飞机上的管接头,还有宇宙飞船天线、紧固件、连接部件、电器连接和机电执行元件等。

2、汽车工业
镍钛合金常用于汽车发动机防热风扇离合器、排气自动调节喷管、柴油机散热器孔自动开关和喷气发动机油过滤器的形状记忆弹簧等。

3、医疗器械
镍钛合金已成功应用于口腔牙齿的矫正、外科的矫正和整形及心血管的微创介入治疗。目前已进入医疗临床试用的还有手术缝合线、脑动脉瘤夹、避孕环、人造心脏、人造肾脏用微型泵等。

4、民用产品
民用产品主要包括超弹性眼镜框架、移动电话天线、女性胸衣托架、高弹高韧性钓鱼丝线、耳机头套等。

近年来,镍钛合金材料在诸多领域中扮演着越来越重要的角色,随着对镍钛合金性能的深入研究和技术的不断发展,镍钛合金的前景必将越来越好。