新型形状记忆合金能成为下一个大型驱动器吗?

发表于2015年9月9日

记忆合金技术智能

形状记忆材料(SMM)是指在超过临界点的高温下,变形后能恢复到原来形状和尺寸的材料。形状记忆合金(SMA)和形状记忆聚合物(SMP)是形状记忆合金的两种类型。Ni-Ti、Fe-Pt、Cu-Al-Ni和Cu-Zn-Ti等是目前正在跨行业研究的SMAs。

SMAS滴定大部分与机械性能有关的大部分复选框,就适用的致动器材料,例如密度,应力,应变,效率和操作温度;然而,由于低带宽,因此,它们不能与压电致动器竞争,即,SMA表现出高响应时间。这种特殊的缺点是SMA中的一个主要障碍被接受为对当前执行器的优越的更换,这表现出高带宽和疲劳周期。

最近,一位的研究团队声称已经开发了一种基于Ni-Ti-Cu的SMA,可以忍受1000万疲劳周期,仍然恢复其记忆的形状。研究人员将这种发展归因于TI2CU,基于TI-Cu的化学品。并且他们认为,这种化学杂质在不在循环过程中不经历物理降级的情况下改善了SMA的相位切换过程。

那么这种发展如何影响各种主要行业?

生物医学

在过去的十年里,该行业的研究活动非常重要,但大多数研究集中在SMAs在矫形和牙科种植中的应用。随着最近的发展,我们可以期待SMAs在许多关键应用中的应用,如人工心脏瓣膜。

航空航天

机械执行机构用于操纵飞机机翼;然而,考虑到最近的发展,SMAs可能被证明是这些执行器的合适替代品,作为一种轻便、经济和耐用的选择。

汽车

通用汽车、现代和丰田等公司一直在探索SMAs的潜在应用。通用汽车推出了一款基于sma的舱口-通风口执行器,帮助他们减少了500克的重量。由于SMAs可以连续运行1000万次,它可以用作内燃机的阀门执行器。其他应用领域可能包括再生制动、自动变速器等。

总之,这一进展对于SMAs领域的研究人员来说确实是一项重大突破。今后,SMA面临的主要挑战将是证明自己是现有驱动器的可靠替代品,从长远来看,这似乎是很有可能的。