记忆合金因为其具有形状记忆和超弹性两大特点,使得世界上很多研究者都对其具有很大的兴趣,各国都对形状记忆合金的研究投入了大量的资源。
医疗方面
TiNi合金在临床医学和医疗器械两方面都有着广泛的应用。例如一些人体腔体内的各种支架,将形状记忆合金压缩体积后,通过一些器械放入人的血管、消化道、呼吸道和尿道等狭窄的部位,当器械到达目标位置后,在人的体温的加热下,合金恢复期最初的形状,支架扩展,将人体狭小的管道支撑开,以达到治疗的作用。另外在外科手术中,形状记忆合金被用来制作成钢钉、钢板、螺丝等,用形状记忆合金进行骨科手术时,首先将合金用低温消毒水进行冷却,然后根据受伤部位所需的要求进行改变形状,当人体的体温将合金加热后,合金变形从而产生一定的恢复力,将伤者的骨头紧紧固定,以促进其愈合。22120
工业方面
工业方面的最早应用是飞机的管件接头的固定上,讲形状记忆合金管件的内径加工成比内管外径小一点的尺寸,在液氮的温度下将管子的内径扩大,管子装配后进行加热使其发生形状恢复,接口处的合金收缩包紧内管,可以做到完全密封,比焊接的效果要好很多,特别适用于航空航天以及核工业方面的管道连接。
日常生活中的应用论文网
利用形状记忆合金制成的自动启闭器已经在很多领域内得到了一应用。例如将自动启闭器安装在金库窗户上,平时可以做到密不透风,一旦发生火灾,启闭器被加热,其记忆形状恢复,窗户打开,可以有助于消防人员救助,用子自动消防水龙头上,平时可以关闭,一旦发生火灾,消防龙头可以自动开启,扑灭大火。
另一个形状记忆合金的重要应用是眼睛框架,这种眼睛框架十分轻巧,具有很大的柔韧性和抗磨损性,形状记忆合金的形状记忆效应可以使得镜片被镜框牢牢的固定住。
国内形状记忆合金连接的主要问题
国内进行形状记忆合金连接的主要方法有:熔焊、钎焊、扩散焊和固相焊。熔焊在工业领域上应用非常广,其成本低,施工方便,技术成熟,所以连接形状记忆合金首相考虑熔焊方法。熔焊的主要热源有TIG、电子束。激光和等离子束。因为形状记忆合金熔化并且重新凝固,其内部的一些晶格的有序结构遭到破坏,并且形成了大量的脆性相,使得其形状记忆性能大打折扣,这个现象在TIG焊中尤为明显,另外,电子束以及激光焊的热输入大,合金熔化速度快,热影响区小,使得形状记忆效应的损失比TIG焊要少。Grummon D S【形状记忆合金连接技术的研究进展】等人采用Nb箔成功实现了TiNi形状记忆合金的连接,TiNi合金与Nb在界面处形成低熔点共晶物,冷却后形成了牢固的冶金结合。除了采用Nb箔作为钎料以外,Hongmei Li【Cu filler metal】等人也采用了Cu箔实现了TiNi合金和不锈钢的连接,最终获得了最大强度521MPa、5.1%延伸率、99.7&形状回复率的焊接接头及热影响区。除此之外,扩散焊作为一种新型的焊接方法也被应用在形状记忆合金的连接上,汪应玲【TiNi形状记忆合金与不锈钢瞬间液相扩散焊工艺及接头性能研究】使用Ag72%Cu28%合金作为中间层材料,在860℃、0.05MPa的压力下保温60min可以使接头达到最大的抗剪强度233.55MPa断口形貌呈现明显的韧性断裂。固态连接的接头具有热影响区小,焊缝微观组织变化小,能够在较低的温度获得焊接接头(与熔化焊相比),以及没有熔融金属的优点。固相焊由于没有熔化金属,其接触面在焊接过程中被挤压出去,接合面存在一些杂质也可以,对接头表面质量要求小,但是对工件的形状要求较大,对装配质量要求高,不适合一般形状的TiNi合金焊接
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