記憶合金的來源與發(fā)展 - 源自航天科技的瑰寶、未來創(chuàng)新的無限潛能

現(xiàn)在我們常說的形狀記憶合金主要是指鎳鈦諾合金，即以金屬鎳和鈦為主要成分的合金。其實(shí)最早的形狀記憶合金是從1939年開始被研究和發(fā)展的，最初的成分是金和鎘，不過早期其形狀記憶效果非常有限，而且價(jià)格相當(dāng)昂貴。鎳鈦諾合金被發(fā)現(xiàn)并投入前沿使用是得益于美國(guó)年輕的科學(xué)家威廉·比勒博士，1959年比勒博士在美國(guó)海軍的一個(gè)研究室，為北極星導(dǎo)彈研發(fā)一種新的頭錐，以抵御導(dǎo)彈重返大氣層時(shí)的高溫。他選擇了大約60種不同的合金材料進(jìn)行相互搭配和測(cè)試，試圖找到最佳的成分配方。

一次實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)生了，一份加熱后的合金樣品失手掉落到了地上。但它并沒有發(fā)出金屬的脆響，而是只有如同濕面團(tuán)掉到地上的噗噗聲，而當(dāng)它自然冷卻后又恢復(fù)了金屬的音色。這一發(fā)現(xiàn)引起了比勒博士的重視并展開了研究，直到1961年他才對(duì)外公布了鎳鈦諾合金具有形狀記憶功能的相關(guān)發(fā)現(xiàn)。這一重大發(fā)現(xiàn)立即在全球科學(xué)界和軍方引起了極大的關(guān)注，紛紛加大了對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的投入和研究。

隨著研究的不斷深入，科學(xué)家們逐漸認(rèn)識(shí)到了鎳鈦諾合金通過成分和熱處理工藝的相應(yīng)調(diào)整，可以呈現(xiàn)兩種不同的特殊性能：超強(qiáng)彈性態(tài)和形狀記憶態(tài)。其中：

a）超強(qiáng)彈性態(tài)：表現(xiàn)為遠(yuǎn)高于其他金屬的屈服強(qiáng)度和抗疲勞性能，它在生活中最廣泛的例子就是鎳鈦諾合金的眼鏡架。無論人們這樣彎折、扭曲鎳鈦諾合金的眼鏡架都極難使其產(chǎn)生塑性變形，只要卸去外力鏡架立即恢復(fù)原狀，不會(huì)有任何損傷；

b）形狀記憶態(tài)：其中又分為單程形狀記憶和雙程形狀記憶等兩種特性。其中單程形狀記憶彈簧在初始溫度下是一種形狀，通過外力可以使其產(chǎn)生塑性變形，但如果環(huán)境溫度變化并達(dá)到了其轉(zhuǎn)變溫度，單程形狀記憶彈簧可以快速地恢復(fù)到原來的初始形狀。一般在市場(chǎng)上能夠采購到的也多為單程形狀記憶彈簧或彈片；而雙程形狀記憶彈簧的制造工藝就要復(fù)雜得多，它可以賦予彈簧2種不同的初始形狀和轉(zhuǎn)變溫度。隨著環(huán)境溫度在兩個(gè)轉(zhuǎn)變溫度之間交替變化，雙程形狀記憶彈簧可以不借助任何外力，在兩種初始形狀間快速切換并釋放力量。

基于雙程形狀記憶彈簧的特性，2012年通用汽車研發(fā)了通過吸收尾氣熱量產(chǎn)生動(dòng)能，并將動(dòng)能再傳化為電能的新技術(shù)。2019年卡塔羅彈簧通過與美國(guó)專業(yè)形狀記憶合金研究室合作，將美國(guó)的雙程形狀記憶合金材料及技術(shù)引入中國(guó)，除了用于開發(fā)記憶合金彈簧、醫(yī)療植入和介入器械；更將與中國(guó)的發(fā)電廠合作，研究利用雙程形狀記憶合金的熱/力轉(zhuǎn)化效應(yīng)將傳統(tǒng)電廠的廢熱資源轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)發(fā)電熱效率1%-4%的提升！這將帶來驚人的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保助力！

歡迎點(diǎn)擊播放上面關(guān)于展示雙程形狀記憶合金彈簧形狀變化的小視頻，卡塔羅公司可以根據(jù)客戶需求定制開發(fā)兩段相變溫度介于+/-100℃的雙程形狀記憶合金彈簧。詳情請(qǐng)咨詢我們的客服人員。下面再給大家介紹一些形狀記憶合金的創(chuàng)新應(yīng)用：

形狀記憶合金的創(chuàng)新應(yīng)用

溫控醫(yī)療導(dǎo)絲

心臟手術(shù)一直是外科手術(shù)中的皇冠，經(jīng)驗(yàn)豐富的主刀醫(yī)生用他們靈巧而沉穩(wěn)的雙手將患者從死神手中奪回。不過面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜、分支交錯(cuò)的心臟血管，主刀醫(yī)生需要花費(fèi)很大精力和時(shí)間將傳統(tǒng)導(dǎo)絲送到需要的病灶；而最新的鎳鈦諾溫控醫(yī)療導(dǎo)絲依靠給導(dǎo)絲恰當(dāng)?shù)碾娏?，產(chǎn)生溫度變化從而促使導(dǎo)絲頭部配合血管形狀，呈現(xiàn)不同的彎曲弧度，大大降低了導(dǎo)絲傳送的難度和風(fēng)險(xiǎn)。

 

 

“永不疲勞”彈簧

借助鎳鈦諾合金的超強(qiáng)彈性態(tài)特性，遠(yuǎn)高于普通彈簧鋼屈服強(qiáng)度和抗疲勞特性的材料性能，我們可以在設(shè)計(jì)空間受限的條件下制造出理論上“永不疲勞”的彈簧，滿足過去看來完全不可能實(shí)現(xiàn)的極端長(zhǎng)壽命。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于：閥門控制、驅(qū)動(dòng)器、汽車部件、空調(diào)設(shè)備和油氣行業(yè)的創(chuàng)新形應(yīng)用。

零剛度、恒力彈簧

一般的螺旋彈簧都是有或大或小的剛度（彈性系數(shù)），即每發(fā)生單位長(zhǎng)度的變形就產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的力值增加。如果一枚彈簧的剛度為1N/mm，那么將它每壓縮1毫米，就產(chǎn)生1牛頓的彈力，壓10毫米就是10牛頓。但對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)景來說，人們就需要零剛度的彈簧 - 即在其整個(gè)有效的變形行程之內(nèi)只產(chǎn)生一個(gè)恒定的彈力。鎳鈦諾形狀記憶合金可以為您實(shí)現(xiàn)！

 

 

完美的溫控元件

鎳鈦諾形狀記憶合金是制作高性能溫控模組的核心零部件，不但可以在0.5秒以內(nèi)快速響應(yīng)溫度變化，而且可以根據(jù)客戶的要求，在+/-100℃的范圍內(nèi)任意定義兩段溫差大于20℃的相變溫區(qū)。無需額外的控制電路和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，不懼工作環(huán)境下的氣液濕度和腐蝕，極其簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)、極高的可靠性，只要您有需求，卡塔羅就可以幫您實(shí)現(xiàn)！

無排異的醫(yī)療器械

鎳鈦諾記憶合金材料自問世以來就以其良好的生物相容特性、機(jī)械性能和優(yōu)良的射線顯影性能，被迅速推廣到了植入和介入類的醫(yī)療器械領(lǐng)域，各類醫(yī)療用鎳鈦諾記憶合金絲材、管材、片材和支架的使用，大大提高了手術(shù)的安全性和原有器材的使用壽命。

 

 

模塊化發(fā)電機(jī)

借助于鎳鈦諾記憶合金出色的熱/力轉(zhuǎn)化性能和液壓溫差發(fā)電技術(shù)，卡塔羅及其合作的美國(guó)研究機(jī)構(gòu)可以為發(fā)電廠、煉鋼廠和垃圾焚燒廠等耗能大戶，提供成套的廢熱回收發(fā)電解決方案，實(shí)現(xiàn)發(fā)電熱效率1%-4%的提升！
隨著科學(xué)研究的深入，55-Nitinol, 60-Nitinol和65-Nitinol等不同的鎳鈦諾合金牌號(hào)被不斷研發(fā)出來；而這一領(lǐng)域?qū)⑹且惶帢O大豐富、有待發(fā)掘的珍貴寶藏。如果您有目前看似不可能的特殊彈性元件需求，歡迎您與卡塔羅一起探討，讓我們一起開拓這片科學(xué)的前沿領(lǐng)域。

選擇卡塔羅、信賴卡塔羅，讓卡塔羅成為您一站式的彈簧合作伙伴！