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俄标管件最初具有形状记忆功能的材料是一些合金材料,如NiIi合金。目前,高分子形状记忆材料因为其优异的综合性能已成为重要的研究与应用对象材料的形状记忆现象是由美国海军军械实验室的科学家布勒( W.J. Buchler)在硏究Ni-Ii合金时发现的。典型的形状记忆合金的应用例子是制造月面天线。半球形的月面天线直径达数米,用登月舱难以运载进入太空。科学家们利用Ni-T合金的形状记忆效应,首先将处于一定状态下的N-Ti合金丝制成半球形的天线,然后压成小团,用阿波罗火箭送上月球,放置在月球上,小团被阳光晒热后恢复成原状,即可成功地用于通信。(1)形状记忆合金目前,形状记忆合金主要分为NT系、Cu系和Fe系合金等。Ni-T系形状记忆合金是***有实用化前景的形状记忆材料,其室温抗拉强度可达10oMPa以上,密度为645/cm2,疲劳强度高达48oMPa,而且具有很好的耐蚀性。
近年来又发展了一系列改良型的俄标管件,如在N-T冾合金中加入微量的Fe、Cr、Cu等元素,以进一步扩大NiI材料的应用范围。铜系形状记忆合金主要是Cu-Zn-Al合金和Cu-NiA合金,与N冾合金相比,其加工制造较容易,价格便宜,记忆性能也较好,但主要问题是合金的热稳定性等较差。铁系形状记忆合金,如rePt、 FeNiCe等系列合金在价格上有明显优势,目前处于硏究应用的初始阶段2)形状记忆高聚物高聚物材料的形状记忆机理与金属不同。目前开发的形状记忆高聚物具有两相结构,即固定成品形状的固定相以及某种温度下能可逆地发生软化和固化的可逆相。固定相的作用是记忆初始形态,第二次变形和固定是由可逆相来完成的。凡是有固定相和软化固化可逆相的聚合物都可以作为形状记忆高聚物。根据固定相的种类,分为热固性和热塑性两类。如聚乙烯类结晶性聚合物、苯乙烯丁烯共聚物等。3)形状记忆材料的应用形状记忆材料可用于各种管接头、电路的连接,自控系统的驱动器和热机能量转换材料等。如图1.4.1所示为形状记忆材料在铆钉中的应用实例。
大量使用形状记忆材料的是各种管接头。由于在相变温度以下马氏体非常软,接头內径很容易扩大。在此状态下,把管子插入接头,加热后接头內径即可恢复原来的尺寸,完成管子的连接过程。因为形状恢复力很大,故连接很严密,很少有漏油、脱落等事故发生。形状记忆材料还可用于各种温度控制仪器,如温室窗户的自动开闭装置,防止发动机过热用的风扇离合器等。由于形状记忆材料具有感知和驱动的双重功能,因此可能成为未来微型机械手和机器人的理想材料。3超导材料超导材料是近年来发展最快的功能材料之一。超导体是指在一定温度下,材料电阻为零,物质內部失去磁通成为完全抗磁性的物质。超导现象是荷兰物理学家昂内斯( Onnes)在1911年首先发现的。他在检测水银低温电阻时发现,在温度低于42K时水银的电阻突然消失。这种零电阻现象称为超导现象,出现零电阻的温度称为临界温度T.T是物质常数,同一种材料在相同条件下有确定值。T的高低是超导材料能否实际应用的关键。1933年,迈斯纳( Meissner)发现了超导的第二个标志-—完全抗磁。当俄标管件在超导状态时,它能将通过其内部的磁力线排出体外,称为迈斯纳效应。零电阻和完全抗磁是超导材料的两个最基本的宏观特性。此后,人们不仅在超导理论研究上做了大量工作,而且在研究新超导材料、提高超导零电阻温度上进行了不懈努力。
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