形状记忆合金材料的应用.pdf

第26卷第3期机械工程材料Vol.26No.3
2002年3月MaterialsforMechanicalEngineeringMar.2002

形状记忆合金材料的应用

王辉,陈再良
(北京机电研究所,北京100083)

摘要:作为新型功能材料的形状记忆合金,由于其特有性能)))相变的形状记忆效应,在机
械、电气、宇航、医疗卫生、日常生活等领域得到广泛应用。列举了近年来国内外形状记忆材料的
应用实例,并对其发展前景作了分析。
关键词:形状记忆合金;功能材料;工业应用
中图分类号:TG139+16文献标识码:A文章编号:1000-3738(2002)03-0005-04
ApplicationofShapeMemoryAlloyMaterials

WANGHui,CHENZa-iliang
(BeijingResearchInstituteofMechanicalandElectricalTechnology,Beijing100083,China)
Abstract:Theshapememoryalloy(SMA)isanewfunctionalmaterialwhichhasshapememoryeffectoftrans-
formationandmakesthemsousefulformanyfields,suchasmechanical,electrical,aeronautical,medicalandhealthdo-
mesticetc.Inthispaperenumeratedmanyillustrationsinapplicationofshapememoryalloymaterialsbothathomeand
abroadinrecentyears.Ananalysishasbeenmadeaboutthedevelopmentfutureofshapememoryalloymaterials.
Keywords:shapememoryalloys(SMA);functionalmaterials;industrialapplications

目前,形状记忆合金材料的应用领域相当广泛,
1引言
包括电子、机械、能源、宇航、医疗及日常生活用品等
形状记忆合金(SMA)是一种新型功能材料,由多方面。具有形状记忆效应的合金系已达20多种,
于其功能特异得到广泛应用[1]。自20世纪50年代主要材料包括:Au-Cd合金、In-Ti合金、NiTiNb合
在Au-Cd合金和In-Ti合金中发现热弹性马氏体之金、铁基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、TiNi系
后,1963年Biehev等人[2]发现TiNi合金元件的声合金、TiNiFe、TiNiCu、TiNiV、TiNiC、TiNiCuR、
阻尼性能与温度有关。进一步研究发现近等原子比TiNiPd等,其中得到实际应用的集中在TiNi系合
的TiNi合金具有良好的形状记忆效应(Shape金与CuZnAl等合金。
MemoryEffect),此后TiNi合金作为商品进入市2.1机械电气产品中的应用
场。记忆合金的较早的典型应用之一是1970年美1970年美国用形状记忆合金制作F-14战斗机
国将TiNi记忆合金丝制成宇宙飞船天线[3]。70年上的低温配合连接器,随后有数以百万以上的连接
[4]
代先后在CuAlNi及CuZnAl等合金中发现了形状件的应用。形状记忆合金作为低温配合连接件
记忆效应。80年代开发出FeMnSi、不锈钢等铁基在飞机的液压系统中及体积较小的石油、石化、电力
形状记忆合金,由于其成本低廉,加工简便而引起材工业产品中应用。宽热滞NiTiNb合金的出现使形
料工作者的兴趣。90年代高温形状记忆合金(金属状记忆合金连接件和联接装置更有吸引力。
间化合物型)、宽滞后记忆合金以及记忆合金薄膜等另一种连接件的形状是焊接的网状金属丝,可
相继开发出来。用于制造导体的金属丝编织层的安全接头。这种连
接件已经用于密封装置、电气连接装置、电子工程和
2形状记忆合金的应用领域机械装置,并能在-65~300e可靠地工作。已开发
出的密封系统装置可在严酷的环境中用作电气件连

收稿日期:2001-02-01;修订日期:2001-04-02接。体积小且可靠性高的低温接头的结构是由一个
作者简介:王辉(1956-),女,北京机电研究所高级工程师。形状记忆环紧贴着带内孔的铜合金的电气接头上的

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王辉,等:形状记忆合金材料的应用

指针,当冷却到Mf点温度以下时,铍铜指针产生足这种恒温器混合阀的优点是控制混合水的温度非常
够的力打开接头,见图1。计算机连接大电路板的及时,因此可防止意外热水排出引起烫伤,消除冷水
互连电缆需要一个接头,该接头在接触电阻降至最排出