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鎳鈦形狀記憶合金溫控鈦合金彈簧 --“一種神奇的功能材料”
2022-03-25 10:51:06
你是否注意到，一根細(xì)小的金屬鈦合金彈簧已悄無(wú)聲息地改變了我們的生活，給我們的生活帶來(lái)了極大的便利及舒適。
金屬?gòu)椈傻陌l(fā)展歷史悠久，最早存在于青銅時(shí)代。隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，金屬?gòu)椈梢云鋱?jiān)韌性、抗扭性、抗撓性及可長(zhǎng)久保存等特性活躍在人們的日常生活中。到了14世紀(jì)，精確的鐘表使得精密彈簧第一次成為必然。
十八世紀(jì)工業(yè)時(shí)代的到來(lái)，使得金屬?gòu)椈煽焖傺该偷匕l(fā)展。到了近代，彈簧的產(chǎn)量急劇上升。金屬?gòu)椈梢惨褟淖铋_(kāi)始擁有的基礎(chǔ)彈性功能逐漸演變并開(kāi)發(fā)出具有不同特性及用途的彈簧。
金屬之間的連結(jié)是金屬鍵，一種金屬可以跟另一種金屬經(jīng)過(guò)重組、改進(jìn)，衍生出新的功能。比如鎳鈦合金(NITI)，它具有一般彈簧所沒(méi)有的功能--形狀記憶功能。鎳鈦合金是形狀記憶合金的一種，由它制成的彈簧，可通過(guò)形狀記憶效應(yīng)，在不同水溫下，呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。如果把它放在熱水中，彈簧的長(zhǎng)度就會(huì)立馬伸長(zhǎng)，如果放在冷水里，就會(huì)立馬恢復(fù)其本身的形狀。
由于鎳鈦形狀記憶合金本身所擁有的這些特性，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、汽車(chē)工業(yè)及日常生活等多個(gè)領(lǐng)域。
航空領(lǐng)域：形狀記憶合金鈦合金彈簧應(yīng)用到航空和太空裝置，可以運(yùn)用在軍用飛機(jī)的液壓系統(tǒng)中的低溫配合連接件，還可用于制造探索宇宙奧秘的月球天線(xiàn)，人們利用形狀記憶合金在高溫環(huán)境下制做好天線(xiàn)，再在低溫下把它壓縮成一個(gè)小鐵球，使它的體積縮小到原來(lái)的千分之一，這樣很容易運(yùn)上月球，太陽(yáng)強(qiáng)烈的輻射使它恢復(fù)原來(lái)的形狀，按照需求向地球發(fā)回寶貴的宇宙信息。另外，在衛(wèi)星中使用一種可打開(kāi)容器的形狀記憶釋放裝置，該容器用于保護(hù)靈敏的鍺探測(cè)器免受裝配和發(fā)射期間的污染。
電子領(lǐng)域：鈦合金彈簧應(yīng)用在電子系列主要有記憶合金耳機(jī)支架、記憶合金耳機(jī)線(xiàn)，其有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：超彈性，彈性磨量是不銹鋼的彈性的8倍;感溫記憶，記憶合金耳機(jī)線(xiàn)在溫度低于5度以下時(shí)非常柔軟，可以隨意變形，而在溫度升到人體的體溫時(shí)，材料會(huì)自動(dòng)恢復(fù)原始時(shí)定的形狀，且具有超強(qiáng)的彈力; 材料經(jīng)過(guò)SGS標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果符合歐盟的RoHS指令，不含鎘、汞、六價(jià)鉻元素;本材料非常輕，密度僅為6.54g/立方厘米;本材料耐酸、堿，具有鈦更強(qiáng)的耐腐蝕性，使用壽命更長(zhǎng)。
醫(yī)療領(lǐng)域:NITI記憶合金鈦合金彈簧用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，除了利用其形狀記憶效應(yīng)或超彈性外，還有良好的生物相容性。NITI可與生物體形成穩(wěn)定的鈍化膜。在醫(yī)學(xué)上NITI 合金主要應(yīng)用有：牙齒矯形絲 、脊柱側(cè)彎矯形 ，另外，外科中用NITI 形狀記憶合金制做各種骨連接器、血管夾、凝血濾器以及血管擴(kuò)張?jiān)?。同時(shí)還廣泛應(yīng)用于口腔科、骨科、心血管科、胸外科、肝膽科、泌尿科、婦科等，隨著形狀記憶的發(fā)展，醫(yī)學(xué)應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。
建筑領(lǐng)域：在工程和建筑領(lǐng)域用 NITI 形狀記憶合金鈦合金彈簧作為隔音材料及探測(cè)地震損害控制的潛力已顯示出來(lái)。已試驗(yàn)了橋梁和建筑物中的應(yīng)用，因此作為隔音材料及探測(cè)損害控制的應(yīng)用已成為一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。
汽車(chē)工業(yè)：利用鎳鈦合金溫控鈦合金彈簧在一定溫度下形狀的變化，可以有效地控制汽車(chē)水箱溫度，防止其爆炸。當(dāng)汽車(chē)在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間行駛，水箱溫度過(guò)高時(shí)，安裝在水箱敏感部位的溫控器將自動(dòng)關(guān)閉水箱閥門(mén)，啟動(dòng)水箱內(nèi)部風(fēng)扇，冷卻水箱里的水，進(jìn)而使汽車(chē)能夠在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間安全行駛，對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)起到安全保護(hù)的作用。
生活領(lǐng)域：
利用形狀記憶合金鈦合金彈簧可以控制浴室水管的水溫：在熱水溫度過(guò)高時(shí)通過(guò)"記憶"功能，調(diào)節(jié)或關(guān)閉供水管道，避免燙傷。
可以制作成消防報(bào)警裝置及電器設(shè)備的保險(xiǎn)裝置。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),記憶合金制成的鈦合金彈簧發(fā)生形變，啟動(dòng)消防報(bào)警裝置，達(dá)到報(bào)警的目的。
可以把用記憶合金制成的鈦合金彈簧放在暖氣的閥門(mén)內(nèi)，用以保持暖房的溫度，當(dāng)溫度過(guò)低或過(guò)高時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉暖氣的閥門(mén)。
在眼鏡框架的鼻梁和耳部裝配N(xiāo)ITI合金鈦合金彈簧可使人感到舒適并抗磨損。用超彈性 NITI 合金絲做眼鏡框架，即使鏡片熱膨脹，該形狀記憶合金絲也能靠超彈性的恒定力夾牢鏡片。這些超彈性合金制造的眼鏡框架的變形能力很大，而普通的眼鏡框則不能做到。
鎳鈦形狀記憶合金鈦合金彈簧，被譽(yù)為“一種神奇的功能材料”。未來(lái)，鎳鈦形狀合金鈦合金彈簧將被越來(lái)越多的應(yīng)用到我們的日常生活中，給我們的生活帶來(lái)極大的便利。
