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第33章 有记忆的金属

世纪70年代,世界材料科学中出现了一种具有”记忆“形状功能的合金。如:镍钛、银镉、金镉、铜锌铝的合金都有记忆功能。形状记忆合金是一种颇为特别的金属条,它极易被弯曲,我们把它放进盛着热水的玻璃缸内,金属条向前冲去;将它放入冷水里,金属条则恢复了原状,这种就是形状记忆合金。

形状记忆合金的奇妙特性形状记忆合金的记忆功能,就是说它能”记住“自己的形状。当它受到外力而变形后,只要给予相应温度,就能”故态萌发“。例如:一根螺旋状高温合金,经过高温退火后,它的形状处于螺旋状态。在室温下,即使用很大力气把它强行拉直,但只要把它加热到一定的”变态温度“时,这根合金仿佛记起了什么似的,立即恢复到它原来的螺旋形态,就好像它记住了原来的形状,所以人们管它叫形状记忆合金。

形状记忆合金可以分为单程记忆效应、双程记忆效应、全程记忆效应三种。

形状记忆合金大显身手形状记忆合金一面世,就为航空工业立了一功。美国F-14型飞机的液压系统中,平均每架要用800个形状记忆合金接头。自1970年以来,美国海军飞机上使用了几十万个这样的管接头,没出现过一次失效的记录。

如今,形状记忆合金的应用研究取得了长足进步,其应用范围涉及机械、电子、化工、宇航、能源和医疗等许多领域。

例如:全息机器人、毫米级超微型机械手、管接头、天线、套环、接线柱等都可用记忆合金材料制作。

记忆合金材料可用于制造人造卫星天线。人造卫星上的天线比较庞大,那么大的天线不便于用火箭发射升空,科学家们便利用记忆合金制造人造卫星天线。技术人员把卫星天线冷却到一定温度,然后折叠成一个小球用飞船带到太空,由于太阳的照射,天线的温度升高,于是天线就会恢复原来的形状。形状记忆合金的机器人的动作除温度外不受任何环境条件的影响,可望在反应堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手。最初,前苏联的宇宙飞船上的传感器重达140千克,而不久前美国用记忆合金纸做的传感器只有0.5千克,仅为前苏联的3%。

用记忆合金也可以代替炸药开山修路,日本用镍钛合金装入凿开的山洞中,然后往合金的孔里加热,使合金棒膨胀,就完成了爆破工程,这种方法既环保又省力。

在水壶上装有记忆弹簧,在水开时记忆弹簧可以自动关电。

记忆合金还可以应用在集成电路的焊接、管道中的自动关闭、机器人的柔软四肢、冷热器的自动关闭窗等。

记忆合金在临床医疗领域内有着广泛的应用,例如人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器、各类腔内支架、栓塞器、心脏修补器、血栓过滤器、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、止鼾器、介入导丝和手术缝合线等等,记忆合金在现代医疗中正扮演着不可替代的角色。

记忆合金目前已发展到几十种,在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着广泛的用途,而且发展趋势十分可观,它将大展宏图,造福于人类。

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