关于形状记忆合金在变体机翼方面的应用综述

形状记忆合‎金性能及其‎应用综述引言：形状记忆合‎金形状记忆‎效应、超弹性效应‎、高阻尼特性‎、电阻突变效‎应以及弹性‎模量随温度‎变化等一般‎金属不具备‎的力学特性‎，使其在仪器‎仪表、自动控制、机器人、机械制造、汽车、航天航空、生物医学等‎工程领域都‎能发挥重要‎的作用，对其本构性‎能和在工程‎应用中的性‎能的研究十‎分必要。

本文综合了‎自1971‎年以来国内‎外众多科学‎家对形状记‎忆合金做出‎的各方面的‎研究，并做出简要‎评价，提出自己的‎看法和本课‎题研究内容‎，为对形状记‎忆合金的应‎用研究提供‎一定参考。

国内外研究‎现状：1、SMA材料‎种类研究现‎状自上个世纪‎30年代人‎们发现Au‎-Cd合金具‎有记忆效应‎以来，进过几十年‎的研究，发现的形状‎记忆合金按‎相变特征类‎，可分成如下‎几个系列[1]：1、由热弹性马‎氏体相变呈‎现形状记忆‎效应的合金‎1) TiNi系‎列，发生体心立‎方——无公度相——菱方R相——单斜BI9‎相变。

包括TiN‎i、TiNiF‎e、TiNiC‎u、TiNiN‎b(宽滞后)、TiNiC‎o等。

2) β铜基合金‎系，包括:Cu-Al-Ni(Cu-Al-X=Ti或Mn‎),发生体心立‎方—近正交γ1‎’（2H）或单斜β1‎’（18R1）, γ1’—单斜β1”（18R2），β1”--单斜α1,‎β1’--单斜α1相‎变（视应力大小‎而定）；Cu-Zn-Al-X（Cu-Zn-Al-X，X=Mn或Ni‎等），发生体心立‎方（β2、DO3或L‎α1）--单斜9R或‎18R相变‎；其它，如Cu-Zu和Cu‎-Zn-X （X=Si、Sn、Au等）。

3）其它有色合‎金系，包括：Au-Cd、Ag-Cd、In-Ti、Ti-Nb、Co-Ni、Ni-Al等。

4) Fe3Pt‎（γ—α’，γ—fct）和Fe-30at%Pd（γ—fct）。

5) Fe-Ni-Co-Ti系，发生时效γ‎一薄片状α‎’(bcc和b‎c t)马氏体相变‎，如Fe-33Ni-l0Co-4Ti、Fe-31Ni一‎I0Co-3Ti及F‎e-33Ni-l0Co-(3~4)Ti-Al等。

形状记忆合金材料在航空领域的应用探索近年来，航空领域一直以来都是科学技术的前沿领域之一，而形状记忆合金材料的出现为航空工程师们带来了全新的材料选择。

形状记忆合金材料具有独特的形状记忆效应和超弹性特性，使其在航空领域的应用前景广阔。

本文将探讨形状记忆合金材料在航空领域中的应用潜力，并着重讨论其在飞行控制、结构设计和航空器制造中的应用。

首先，形状记忆合金材料在航空领域的一个重要应用是飞行控制系统。

传统的飞机控制系统主要基于液压或电动驱动，而这些系统不仅需要额外的能源供应，而且在复杂工作环境下容易受到机械故障的影响。

相比之下，形状记忆合金材料具有自主形变和恢复能力，可以将大部分的机械结构简化为形状记忆合金材料元件，从而减少系统的复杂性和故障率。

例如，在飞行控制翼面上使用形状记忆合金材料作为驱动元件，可以实现更加灵活和可靠的翼面操作，提高飞机的操纵性和稳定性。

其次，形状记忆合金材料在航空领域的另一个重要应用是结构设计。

航空器的结构设计需要兼顾轻量化和强度的要求，而形状记忆合金材料可以满足这一需求。

形状记忆合金材料具有良好的强度和耐热性能，可在高温和高应力环境下工作，同时也具有较低的密度。

这使得航空器的结构设计可以更加轻量化，并减少燃料消耗。

此外，形状记忆合金材料还可以通过控制其形状记忆效应，实现结构的主动控制和优化。

例如，在航空器的机翼和蒙皮结构中使用形状记忆合金材料，可以实现对结构变形的主动控制，以提高气动性能和减小结构风险。

最后，形状记忆合金材料在航空领域的制造中也扮演着重要的角色。

传统的金属制造工艺通常需要耗费大量的工时和资源，而形状记忆合金材料具有良好的可塑性和可加工性，使其成为制造复杂结构的理想材料选择。

与此同时，形状记忆合金材料还具有较高的耐腐蚀性，可以在恶劣的环境下使用。

例如，在航空器的发动机部件制造中，形状记忆合金材料可以用于制造高温部件，如涡轮叶片和喷口衬套，以提供更好的耐热性和机械性能。

材料的形状记忆效应研究与应用材料的形状记忆效应是指某些特殊材料在受到外界力引起形变后，通过加热或者去除外界力，并保持在一定温度范围内，就能恢复到其原本的形状。

这种形状记忆的材料具有广泛的应用潜力，在工程技术和生物医学等领域都有重要的研究价值和应用前景。

一、形状记忆合金材料形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的智能材料，其最典型的代表是镍钛合金（Ni-Ti合金），又被称为“记忆合金”。

形状记忆合金材料可以根据温度、应力或磁场等外界条件发生普氏体与马氏体相变，从而实现形状记忆效应。

这种材料在航空航天、汽车工业、电子设备等多个领域有广泛的应用，如飞机机翼的变形控制、自动调节阀门的控制等。

二、形状记忆聚合物材料形状记忆聚合物是指通过交联聚合改性的聚合物材料，具有形状记忆效应。

相比于形状记忆合金，形状记忆聚合物具有更高的拉伸性和可塑性，更适用于柔性器件和生物医学领域的应用。

形状记忆聚合物可以根据温度、湿度、pH值等外界刺激发生形变和恢复，可以用于制造智能温度传感器、人工肌肉、缓释药物输送系统等。

三、形状记忆液晶材料形状记忆液晶材料是指基于液晶原理、具有形状记忆效应的材料。

这种材料可以根据温度、光照等外界条件实现晶相的改变，从而实现形状的变化与恢复。

形状记忆液晶材料在显示技术、光学器件等领域有重要的应用，如切换窗帘、光学透镜等。

四、形状记忆仿生材料形状记忆仿生材料是指通过仿生学原理，设计和制造具有形状记忆效应的材料。

这种材料可以模拟生物体内的运动和形变过程，实现形状记忆效应。

形状记忆仿生材料在仿真机器人、医疗器械等领域有广泛的应用，如可变形手术器械、自适应机械臂等。

五、形状记忆材料的应用前景形状记忆材料具有广阔的应用前景，可以在机械、电子、医疗等多个领域发挥重要作用。

形状记忆合金可以用于智能结构、微机械系统等领域；形状记忆聚合物可以用于柔性传感器、人工肌肉等领域；形状记忆液晶材料可以用于光学、显示等领域；形状记忆仿生材料可以用于仿真机器人、生物医学等领域。

形状记忆合金的机理及其应用形状记忆合金是一种智能材料，具有在受到外界刺激后恢复原本形状的特性。

它的机理及应用在材料科学领域引起了广泛的关注和研究。

本文将详细介绍形状记忆合金的机理以及其在各个领域的应用。

形状记忆合金的机理是由于其在相变时具有记忆性能。

通常形状记忆合金是一种金属合金，最常见的是钛镍合金。

当形状记忆合金处于高温相时，它可以被塑性变形，而当温度下降时它会回复原来的形状。

这种特性是由于形状记忆合金中存在马氏体相和奥氏体相两种组织结构。

由于形状记忆合金具有记忆形状的特性，它在各个领域都有着广泛的应用。

在医疗领域，形状记忆合金常用于医疗器械的制造。

例如在心脏手术中，可以使用形状记忆合金制成的支架，当支架导入到体内后可以根据体温发生形状变化，从而将支架固定在需要的位置。

形状记忆合金还可以应用于航空航天领域。

例如在航天器的发动机中，形状记忆合金可以用于制造喷嘴部件。

当喷嘴受到高温气流的冲击时，可以通过形状记忆合金的相变来保持喷嘴结构的稳定性，确保发动机的正常工作。

在建筑领域，形状记忆合金也有着广泛的应用前景。

例如可以用于地震防护结构中，当建筑物受到地震力作用时，形状记忆合金可以通过相变来调整结构的形状，减小地震对建筑物的影响。

形状记忆合金还可以用于高端制造领域。

例如在精密仪器的制造中，可以使用形状记忆合金制成的零部件，通过温度的变化来调整零部件的形状，从而实现精密的控制。

形状记忆合金是一种具有智能材料特性的材料，其机理是由于相变具有记忆形状的能力。

形状记忆合金具有着广泛的应用前景，在医疗、航空航天、建筑和高端制造等领域都有着重要的应用价值。

相信随着技术的不断进步，形状记忆合金的应用领域将会更加广泛，为人类社会的发展带来更多的便利和进步。

286有一种智能金属材料可以不通过外力，甚至不通过接触就可以产生变形。

这种金属材料叫做形状记忆合金，它是通过改变环境温度而产生变形的。

形状记忆合金广泛应用于驱动控制系统，可以通过控制环境温度场来驱动材料行为。

它具有高功率重量比，集传感、控制、换能、制动于一身，结构简单，易于控制等优点，有着传统驱动器不可比拟的性能优点。

应用于航空航天领域的材料，要适应各种极端苛刻的条件，需要在特殊的环境下操作，并且要达到轻质量、小体积等要求。

形状记忆合金可以说是随着世界航空航天技术的发展而逐渐成熟起来的，有着不可替代的重要地位。

1 形状记忆合金的行为原理想要了解形状记忆合金如此神奇的原因，首先要理解固态相变。

水降温变成冰，冰升温变成水，这是人们熟悉的固液两态转变。

而对于金属来说，除了可以发生固液两态的转变，在它固态的状态下，依然可以发生从一种固态到另一种固态的转变。

每一种固态叫做一种固相，这种转变就是固态相变。

固态相变依然大都是由温度诱发的，可以理解为在金属的整个固态温度区间，又分为几个不同固相温度。

形状记忆合金在低温情况下，会形成独特的热弹性马氏体，这就是形状记忆合金神奇的原因。

我们做个试验：将普通金属和形状记忆合金在高温母相状态下都加工成特定形状，然后降温使母相全部转变为马氏体相（普通金属只能形成一般马氏体相），施加外力将两种材料变形，最后升温。

会发现普通金属的变形毫无变化，而形状记忆合金随着温度的升高逐渐恢复母相时的初始形状。

这就是因为在低温时，形状记忆合金中热弹性马氏体的形变是一种遵循特殊规律的形变，宏观的形变过程并没有使热弹性马氏体发生永久的变形，它只是改变了形态，并且这种形态可以通过升温完全可逆地恢复。

这就是形状记忆效应。

而形状记忆合金的超弹性效应也完全源于热弹性马氏体。

在高温母相状态下，温度不变，对形状记忆合金进行拉伸。

一般金属在超过某个力后会产生永久变形，而形状记忆合金在受力时，会引发母相到热弹性马氏体相的转变（这说明有些特殊的固态相变不仅仅可以通过温度诱发，还可以通过外力诱发），由于这个外力诱发的热弹性马氏体相变，使形状记忆合金可以产生持续的伸长，并且在外力撤销后可以完全恢复无变形。

形状记忆合⾦在航空航天上的应⽤286有⼀种智能⾦属材料可以不通过外⼒，甚⾄不通过接触就可以产⽣变形。

这种⾦属材料叫做形状记忆合⾦，它是通过改变环境温度⽽产⽣变形的。

形状记忆合⾦⼴泛应⽤于驱动控制系统，可以通过控制环境温度场来驱动材料⾏为。

它具有⾼功率重量⽐，集传感、控制、换能、制动于⼀⾝，结构简单，易于控制等优点，有着传统驱动器不可⽐拟的性能优点。

应⽤于航空航天领域的材料，要适应各种极端苛刻的条件，需要在特殊的环境下操作，并且要达到轻质量、⼩体积等要求。

形状记忆合⾦可以说是随着世界航空航天技术的发展⽽逐渐成熟起来的，有着不可替代的重要地位。

1?形状记忆合⾦的⾏为原理想要了解形状记忆合⾦如此神奇的原因，⾸先要理解固态相变。

⽔降温变成冰，冰升温变成⽔，这是⼈们熟悉的固液两态转变。

⽽对于⾦属来说，除了可以发⽣固液两态的转变，在它固态的状态下，依然可以发⽣从⼀种固态到另⼀种固态的转变。

每⼀种固态叫做⼀种固相，这种转变就是固态相变。

固态相变依然⼤都是由温度诱发的，可以理解为在⾦属的整个固态温度区间，⼜分为⼏个不同固相温度。

形状记忆合⾦在低温情况下，会形成独特的热弹性马⽒体，这就是形状记忆合⾦神奇的原因。

我们做个试验：将普通⾦属和形状记忆合⾦在⾼温母相状态下都加⼯成特定形状，然后降温使母相全部转变为马⽒体相（普通⾦属只能形成⼀般马⽒体相），施加外⼒将两种材料变形，最后升温。

会发现普通⾦属的变形毫⽆变化，⽽形状记忆合⾦随着温度的升⾼逐渐恢复母相时的初始形状。

这就是因为在低温时，形状记忆合⾦中热弹性马⽒体的形变是⼀种遵循特殊规律的形变，宏观的形变过程并没有使热弹性马⽒体发⽣永久的变形，它只是改变了形态，并且这种形态可以通过升温完全可逆地恢复。

这就是形状记忆效应。

⽽形状记忆合⾦的超弹性效应也完全源于热弹性马⽒体。

在⾼温母相状态下，温度不变，对形状记忆合⾦进⾏拉伸。

⼀般⾦属在超过某个⼒后会产⽣永久变形，⽽形状记忆合⾦在受⼒时，会引发母相到热弹性马⽒体相的转变（这说明有些特殊的固态相变不仅仅可以通过温度诱发，还可以通过外⼒诱发），由于这个外⼒诱发的热弹性马⽒体相变，使形状记忆合⾦可以产⽣持续的伸长，并且在外⼒撤销后可以完全恢复⽆变形。

形状记忆合金的机理及其应用形状记忆合金(Shape Memory Alloy, SMA)是一种具有特殊形状记忆能力的材料。

其最显著的特征是可以在经过预先训练(热处理)之后记忆一种"程序形状"，并在外力作用下回复至"程序形状"状态。

这种记忆能力不受重复使用次数的限制，也不受外力作用的方式和形式的限制。

形状记忆合金可以在变形后通过热处理使其回复其初始形状的记忆能力使其应用范围非常广泛。

形状记忆合金的机理主要是基于固溶体（通常是α-铁素体）和马氏体的互相转变而实现的。

固溶体经过加热或外力作用，固溶体中的一部分原子会从基体中脱离，形成一个稳定的马氏体。

马氏体在外力作用下会变形，当外力消失时，马氏体中的原子会回到固溶体中，形状就会回到马氏体形状。

该过程中需要考虑的重要参数是材料的几何尺寸，组成和热处理方式等。

由于其独特的形状记忆性质，形状记忆合金在许多领域得到了广泛的应用，包括航空航天、自动化、机器人技术、医疗器械、高桥、防卫、汽车等各个领域。

1、医学领域在医学领域中，形状记忆合金被广泛用于各种医疗设备和手术器械。

在医疗工具方面，形状记忆合金可以制作支撑器、生物医学设备、人工骨骼和人工关节等。

另外，一些医学器械如心脏起搏器也常常使用了形状记忆合金技术。

2、航天领域在航天领域中，形状记忆合金被用于可形变机构，包括太阳能电池板的弯曲以及测量仪器平衡器的控制。

这些应用的好处是，因为形状记忆材料可以自动记忆构型变化，机构开展和关闭的速度更快，操作精度更高。

3、军事领域军事领域也是形状记忆合金的一个重要应用领域。

在军事上，形状记忆合金被用于微型电动力系统，各种机器人，扩展拉门和武器的升降平台等。

4、机器人技术形状记忆合金的机构在机器人技术中应用广泛，例如腕部和手部关节，这些关节可以动作加强或抵抗力外力作用。

通过使用这种降低摩擦和惯性的技术可以实现更高的运动精度。

5、汽车领域在汽车领域中，形状记忆合金主要用于制造汽车变速器的锁定按钮等。

形状记忆合金材料的应用5则范文第一篇：形状记忆合金材料的应用形状记忆合金材料的性质与应用综述【摘要】形状记忆合金是一种新型功能材料，在各个领域有着广泛的应用。

本文简要介绍了形状记忆合金的特性、应用以及发展前景。

【关键词】形状记忆合金应用发展现状【引言】形状记忆合金（Shape Memory Alloys, SMA），是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料。

最早关于形状记忆效应的报道是由Chang 及Read等人在1952年做出的。

他们观察到Au-Cd合金中相变的可逆性。

[3]后来在Cu-Zn合金中也发现了同样的现象，但当时并未引起人们的广泛注意。

直到1962年，Buehler及其合作者在等原子比的Ti-Ni合金中观察到具有宏观形状变化的记忆效应，才引起了科学界与工业界的重视。

这种新型功能材料目前已广泛用于电子仪器、汽车工业、医疗器械、空间技术和能源开发等领域。

一、形状记忆合金的分类1、单程记忆效应：形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。

2、双程记忆效应：某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应。

3、全程记忆效应：加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状，称为全程记忆效应。

二、形状记忆合金的特性1、形状记忆效应：合金在某一温度下受外力而变形，当外力去除后，仍保持其变形后的形状，但当温度上升到某一温度，材料会自动回复到变形前原有的形状，似乎对以前的形状保持记忆，这种效应称为形状记忆效应。

2、超弹性：在高于Af点、低于Md点的温度下施加外应力时产生应力诱发马氏体相变,卸载就产生逆相变,应变完全消失,回到母相状态,表观上呈现非线性拟弹性应变,这种现象称为超弹性。

3、高阻尼特性：形状记忆合金在低于Ms点的温度下进行热弹性马氏体相变，生成大量马氏体变体(结构相同、取向不同)，变体间界面能和马氏体内部孪晶界面能都很低，易于迁移，能有效地衰减振动、冲击等外来的机械能，因此阻尼特性特别好。

Ti-Ni基形状记忆合金综述摘要形状记忆合金是现代一种新型功能材料,本文介绍了Ti-Ni基记忆合金的的相关重要概念，并且详细介绍了Ti-Ni基合金的相变与性能特点及其影响因素，同时对其应用做了一定的描述。

关键词：Ti-Ni基形状记忆合金、功能材料、性能、影响、应用1 前言形状记忆合金是70年代开发韵新型功能材料，其中Ti-Ni合金已在航天器件、仪表、控温及医疗机具上的应用，有希望在能源工业中发挥作用。

新的形状记忆材料和一些新的用途正在不断地开拓中。

形状记忆合金及台媳陶瓷的记忆材料都由马氏体相变爰其逆相变导致形状记忆效应。

目前在总结以往工作的基础上，对形状记忆效应的机制作些理论分析，对形状记忆材料的发展作科学的展望，开拓设计形状记忆材料的思路。

TiNi形状记忆合金(SMA)在医学领域的使用在提高人类生活质量方面发挥了巨大的作用。

然而，钛合金植入人体后，在体液中不可避免地会发生腐蚀。

腐蚀不仅会降低金属材料的力学和机械性能，甚至会导致值入失效，而且，溶入体液的Al、V、Ni离子对周围组织会产生一定的副作用，严重的则引发组织病变或癌变。

因此，医用材料的耐蚀性研究对于保障其在人体的安全使用具有十分重要的现实意义。

80年代初，经历了将近20年的时间，科学研究工作者们终于突破了TiNi合金研究中的难点。

从那以后，形状记忆合金成了许多国家的热门学科，多次出现形状记忆合金学术会议的与会者暴满，甚至不得不临时变更会场。

在形状记忆合金研究方面所发表的论文数很快跃居马氏体相变研究领域之最。

不仅如此，形状记忆合金在工业界也开始受到了极大的重视。

形状记忆合金在应用开发中申请的专利已逾万件。

在市场上付诸实际应用的例子已有上百种。

应用所涉及的领域极其广泛，包括电子、机械、宇航、运输、建筑、化学、医疗、能源、家电以及日常生活用品等，几乎涉及产业界的所有领域。

2 相关概念2.1 形状记忆效应一般金属材料收到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服点，金属就产生塑性变形，应力消除后就产生了永久变形。