形状记忆合金
作者：黄剑雄
专业：船舶与海洋工程
学号：3140101139
内容摘要：形状记忆合金作为一种集传感和驱动于一身的新型功能材料，在近十年来受到人们的广泛关注，对其的研究也不断深入。本文着力于对形状记忆合金的起源、主要特点、优缺点以及其应用领域做一个粗略的介绍。
关键词：形状记忆合金；形状记忆效应； 伪弹性； 实际运用
如果说要对近年来最热门的材料进行一个流行度排行，我想，形状记忆合金应该是当之无愧的第一名了。形状记忆合金（Shape Memory Alloy，简称SMA），简称记形合金，在当下被广泛运用于建筑、医疗、航天等领域，可谓是“炙手可热”。那么，它到底具有怎样一种或几种奇特的性能，从而使得它如此被人们所喜爱呢？这还得从它的功能机理说起。
一、 形状记忆合金的功能机理
形状记忆合金，顾名思义，就是一种能够记忆原有形状的智能材料。当合金在低于相变态温度下，受到一有限度的塑性变形后，可由加热的方式使其恢复到变形前的原始形状，这种特殊的现象称为形状记忆效应（Shape Memory Effect，简称SME）。而当合金在高
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于相变态温度下，施以一应力使其受到有限度的塑性变形（非线性弹性变形）后，可利用直接释放应力的方式使其恢复到变形前的原始形状，此种特殊的现象又称为拟弹性（Pseudo Elasticity，简称PE）或超弹性（Super Elasticity）。1而正是由于这两种神奇的特性，使得形状记忆合金能够很好的运用于和温度变化有关的各个领域。最典型的例子便是火灾报警器了。当发生火灾时，记忆合金制成的弹簧发生形变，启动消防报警装置，达到报警的目的。
二、 形状记忆合金的发展历史
说到形状记忆合金的发展史，真可谓是“一波三折”啊！其实，早在1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应，但是很可惜的是当时的人们并没有把它当一回事，就这样使得这种材料的研发被搁置一边。而到了1963年，美国海军军械研究所的比勒在研究工作中也发现了这一神奇的合金，并且成功的记录下来，自此，人们对形状记忆合金的研究和运用才真正开始。但是，最初的形状记忆合金可不是像我们现在这般完善并被很好的运用。在20世纪70年代，形状记忆合金的应用竟然只在牙箍或飞机之套筒接头！从2000年开始，这种合金才开始在钢丝胸罩里应用，使胸罩内之合金“钢丝”在接触到体温后，可以回复至原来胸部的体形（2000年时竟然还只是局限于胸罩也是可怜）。直到今天，形状记忆合金终于登上了高新领域的舞台，成为材料届的佼佼者，开始在许多领域发挥作用。
三、形状记忆合金的优缺点
要想明白SMA在什么领域上的运用，就必须先了解它的优点和缺点。
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引用自“维基百科”。
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由SMA的功能机理，我们可以轻松得出其显著的一个优点：延展性好。此外，SMA的伪弹性是由相变引起的，因此，它具有十分优秀的抗疲劳性能。在受限时产生的受限回复力也很大，可以达到600-800Mpa2。不仅如此，大部分形状记忆合金的耐腐蚀性都相当不错，可以和不锈钢相媲美。
SMA虽然拥有上述优点，但是其缺点也是相当明显。首先，SMA的形状记忆效应必需有热量提供，这了它的适用范围；其次，SMA的使用寿命不长，因为当长期使用后，SMA本身会发生蠕变，使其不能稳定工作；再者，温度过高也会影响SMA的性能。另外，价格异常昂贵也是其应用的一个问题（市场上Ni Ti SMA的价格为普通钢材的700倍左右3）。
四、形状记忆合金的应用领域
形状记忆合金由于具有许多优异的性能，因而广泛应用于航空航天、工业、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。
如航空航天，典型的有美国波音公司开发的新型液压装置，它利用形状记忆合金，降低了飞机发动机发出的噪音，并成功于波音777-300ER上应用。亦或是工业方面，用于温度自动调节器和报警器的控制元件、记录笔的驱动装置、电路连接器、各种热敏元件和接线柱等。其他便不一一列举。
总之，形状记忆合金作为一种易于其他金属的智能材料，已经受到科学家们的广泛关
2数据来源：形状记忆合金在土木工程中的研究与应用进展-崔迪 3数据来源：形状记忆合金在土木工程中的研究与应用进展-崔迪
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注，对其的研究也越来越深入。相信在不久的将来，这种神奇的、具有“魔力”的合金必将大放光彩！
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