九年級(jí)化學(xué):形狀記憶合金

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
1963年,美國(guó)海軍軍械研究所的比勒在研究工作中發(fā)現(xiàn),在高于室溫較多的某溫度范圍內(nèi),把一種鎳-鈦合金絲燒成彈簧,然后在冷水中把它拉直或鑄成正方形、三角形等形狀,再放在40 ℃以上的熱水中,該合金絲就恢復(fù)成原來(lái)的彈簧形狀。后來(lái)陸續(xù)發(fā)現(xiàn),某些其他合金也有類似的功能。這一類合金被稱為形狀記憶合金。每種以一定元素按一定重量比組成的形狀記憶合金都有一個(gè)轉(zhuǎn)變溫度;在這一溫度以上將該合金加工成一定的形狀,然后將其冷卻到轉(zhuǎn)變溫度以下,人為地改變其形狀后再加熱到轉(zhuǎn)變溫度以上,該合金便會(huì)自動(dòng)地恢復(fù)到原先在轉(zhuǎn)變溫度以上加工成的形狀。 1969年,鎳--鈦合金的“形狀記憶效應(yīng)”首次在工業(yè)上應(yīng)用。人們采用了一種與眾不同的管道接頭裝置。為了將兩根需要對(duì)接的金屬管連接,選用轉(zhuǎn)變溫度低于使用溫度的某種形狀記憶合金,在高于其轉(zhuǎn)變溫度的條件下,做成內(nèi)徑比待對(duì)接管子外徑略微小一點(diǎn)的短管(作接頭用),然后在低于其轉(zhuǎn)變溫度下將其內(nèi)徑稍加擴(kuò)到該接頭的轉(zhuǎn)變溫度時(shí),接頭就自動(dòng)收縮而扣緊被接管道,形成牢固緊密的連接。美國(guó)在某種噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)的油壓系統(tǒng)中便使用了一種鎳-欽合金接頭,從未發(fā)生過(guò)漏油、脫落或破損事故。 1969年7月20日,美國(guó)宇航員乘坐“阿波羅”11號(hào)登月艙在月球上首次留下了人類的腳印,并通過(guò)一個(gè)直徑數(shù)米的半球形天線傳輸月球和地球之間的信息。這個(gè)龐然大物般的天線是怎么被帶到月球上的呢?就是用一種形狀記憶合金材料,先在其轉(zhuǎn)變溫度以上按預(yù)定要求做好,然后降低溫度把它壓成一團(tuán),裝進(jìn)登月艙帶上天去。放置于月球后,在陽(yáng)光照射下,達(dá)到該合金的轉(zhuǎn)變溫度,天線“記”起了自己的本來(lái)面貌,變成一個(gè)巨大的半球。 科學(xué)家在鎳-鈦合金中添加其他元素,進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)了欽鎳銅、鈦鎳鐵、鈦鎳鉻等新的鎳鈦系形狀記憶合金;除此以外還有其他種類的形狀記憶合金,如:銅鎳系合金、銅鋁系合金、銅鋅系合金、鐵系合金(Fe-Mn-Si, Fe-Pd)等。 形狀記憶合金在生物工程、醫(yī)藥、能源和自動(dòng)化等方面也都有廣闊的應(yīng)用前景。
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