金属难道也有记忆力吗?
1963年,美国海军军械研究室在一项实验中需要一些镍钛合金丝,他们领回来的合金丝都是弯弯曲曲的。为了使用方便,他们就将这些弯弯曲曲的细丝一根根地拉直后使用。在后续实验中,一种奇怪的现象出现了:当温度升到一定值的时候,这些已经被拉得笔直的合金丝,突然又魔术般地迅速恢复到原来的弯弯曲曲的模样,而且和原来的形状丝毫不差。经过反复多次实验,每次结果都一样,被拉直的合金丝只要达到一定温度,便立即恢复到原来那种弯弯曲曲的模样。就好像在“冻”得失去知觉时被改变了形状,而当温度升高到一定值的时候,它们突然“苏醒”过来,又“记忆”起了自己原来的模样,于是便不顾一切地恢复了自己的“本来面目”。
后来,科学家又发现另一些合金体系,如金镉、铜镍、铜铝、铜锌和铁锰系合金等,也有类似的“永不忘本”的“记忆”能力,于是给它们起了个好听的名字——形状记忆合金。除了记忆合金外,科学家在陶瓷中也发现了类似的记忆效应,并将其命名为形状记忆陶瓷。
形状记忆合金不仅单次“记忆”能力几乎可达百分之百,即恢复到和原来一模一样的形状,更可贵之处在于这种“记忆”本领即使重复500万次也不会产生丝毫疲劳或断裂。这是为什么?
原来,一般金属材料受到外力作用后,会发生弹性变形,达到屈服点,产生塑性变形,压力消除后留下永久变形。但有些合金,在发生了塑性变形后,内部处于一种不稳定的结构,只要对其加热到一定温度,又会转变成原来的稳定结构。这种现象就叫形状记忆效应。
随着科学家对形状记忆合金的深入研究,这种神奇的材料在机械、电子、化工、宇航、能源和医疗等许多领域的新用途被不断地开发出来。
不仅人有记忆力,有些金属也有记忆力的,不过他们***人的记忆截然不同的记忆对象是发生过的事情,金属的记忆,侧重于对形状的记忆,即在某种适宜的条件下被改变了形状的金属像弹簧一样恢复原来的样子,等于人们把记忆的形状的合金叫做形状记忆合金。
我想你想问的是形状记忆合金吧。形状记忆合金简称SMA,热弹性马氏体相变是形状记忆合金产生形状记忆效应和超弹性等特性的根本原因。目前应用最广泛的形状记忆合金是NiTi系列。形状记忆效应是指材料能够“记忆”住原始形状的功能,即这种材料在高温定形后,冷却到低温,并施加变形,使它存在残余变形;如果从变形温度加热,就可以使原先存在的残余变形消失,并恢复到高温形状。形状记忆效应分单程、双程自己全方位记忆效应。
记忆金属原理?
记忆金属到底是怎么回事呢,这只是利用某些合金在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律而已。例如,镍-钛合金在40℃以上和40℃以下的晶体结构是不同的,但温度在40℃上下变化时,金属就会收缩或膨胀,使得它的形态发生变化。这里,40℃就是镍-钛记忆合金的“变态温度”。各种合金都有自己的变态温度。
上述那种高温合金的变态温度很高。在高温时它被做成螺旋状而处于稳定状态。在室温下强行把它拉直时,它却处于不稳定状态,因此,只要把它加热到变态温度,它就立即恢复到原来处于稳定状态的螺旋形状了。
记忆金属会疲劳吗?
记忆金属是一种具有特殊形状记忆能力的合金材料,可以通过应力或温度变化来改变形状。在实际应用中,记忆金属会受到循环应力的影响,导致金属疲劳,从而影响其记忆功能。
长期受到应力循环作用会导致记忆金属的微观结构疲劳损伤,使其性能下降。
因此,在设计和应用记忆金属材料时需要考虑疲劳特性,***取合适的措施来延长其使用寿命和保持记忆功能。
记忆金属也会疲劳,尽管它们具有很好的记忆性能。任何材料,包括记忆金属,在经过反复的拉伸和压缩后,都会逐渐失去其原有的性能,这个过程就称为疲劳。记忆金属的疲劳主要表现为在反复的变形过程中,其恢复原始形状的能力会逐渐减弱。