摘 要： 镍钛合金形状记忆合金属于一种新型的功能材料，已经成为当前功能材料领域的研究重点。本文对镍钛合金形状记忆合金的特点及作用进行了分析，旨在对镍钛合金形状记忆合金的未来发展有一定的启发。

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　　关键词： 镍钛合金 形状记忆合金 特点 作用

　　镍钛合金形状记忆材料是一种感知与驱动相结合的特殊材料，而镍钛合金形状记忆合金则是镍钛合金形状记忆材料中相当关键的部分。镍钛合金形状记忆合金是指其形状在一定的初始状态下，经过低温塑形变形成为另一种形状之后，再经过加热等手段使其温度上升，重新变形为原始形状的一类合金。

　　一、镍钛合金形状记忆合金的特点

　　（一）形状记忆性

　　镍钛合金形状记忆合金通过一定热处理之后便会自动恢复形状，这种变化就是镍钛合金形状记忆合金的形状记忆特点。形状记忆能够依据恢复的状况分为单程形状记忆、双程形状记忆与全程形状记忆。

　　（二）超弹性

　　镍钛合金形状记忆合金在受到外部作用力时会出现变形情况，在除去外部作用力后便会恢复到原状，这就是镍钛合金形状记忆合金的超弹性特点。镍钛合金形状记忆合金在出现超弹性变形之后，会直接导致马氏体相变，而除去外部作用力，又会导致马氏体逆相变。

　　（三）阻尼性

　　镍钛合金形状记忆合金就是因为相变的自我调整与相变中产生的界面及运动，具有非常好的阻尼性。

　　（四）电阻性

　　马氏体的镍钛合金形状记忆合金在变形过程中，其电阻与应变之间是线性的关系。当发生相变发生之后，其曲线的斜率便会随之降低，然而在马氏体相前后也会保持线性关系。

　　二、镍钛合金形状记忆合金的作用

　　由于镍钛合金形状记忆合金具有独特的镍钛合金形状记忆合金功能外，还具有超弹性、耐磨损性与抗腐蚀性等优点，因此在多个领域得到非常广泛的运用。

　　（一）机械工程

　　镍钛合金形状记忆合金在机械行业的运用最初是在管接头及紧固件上。具体来说在机械零件的连接、管道等，飞机进行空中加油的接口处，使用镍钛合金形状记忆合金加工成为外径比内径大3%的套管，并且在一定温度下将套管的扩径大概为8%。在装配是把套管从液氮中取出来，并且将管子从两端插入，如果温度升至常温，则可以利用电加热改变温度，空中加油接口处镍钛合金形状记忆合金变形，镍钛合金形状记忆合金加工而成的套管收缩便形成紧密封，从而实现紧密不漏油，效果远远高于传统的焊接。因此，镍钛合金形状记忆合金尤其适合航空航天、船舰、输油管道等领域。在施工不便的位置，可以使用镍钛合金形状记忆合金制成销钉，装进孔中进行加热。因此，利用镍钛合金形状记忆合金的感温驱使多重功能，制作机器人、机械手等。

　　（二）建筑行业

　　前面提到镍钛合金形状记忆合金具有的各种特性，结合镍钛合金形状记忆合金的结构能够增强系统的阻尼，降低结构的动力反应，从而制作出各种形式的阻尼耗能装置。还可以利用镍钛合金形状记忆合金设计隔振器，通过镍钛合金形状记忆合金的变形增加变形位移耗能，防止结构地震能量向上部结构的输送，从而保护上部结构，真正增强结构的抗震性能。

　　（三）航空航天工业

　　在飞机液压系统中，基本上每架飞机都需要使用八百个镍钛合金形状记忆合金接头。自上个世纪70年代以来，美国大多数海军飞机都使用这种管接头，并且没有失效的记录。另外，镍钛合金形状记忆合金还可以使用在飞船的天线、机电执行元器件上等。

　　（四）汽车行业

　　镍钛合金形状记忆合金主要用于发动机放热风扇离合器、排气喷管、柴油机散热器等。

　　（五）医疗领域

　　镍钛合金形状记忆合金具备较高的力学性能与生物兼容性，使其在医疗领域获得广泛的运用。如牙齿矫正、外科整形、心血管微创等方面；血栓滤器实际上也属于镍钛合金形状记忆合金的新产品；被拉直的滤器在植入静脉后，会随时间的推移逐渐形成网状，阻止超过90%的凝血块流向心脏、肺部等器官。另外，医疗临床试用中应用镍钛合金形状记忆合金的还有手术缝合线、人工关节、人造心脏等。

　　三、形状记忆合金的发展趋势简析

　　（一）铁基形状记忆合金

　　铁基形状记忆合金具有很强的加工性、较高的性价比等优势，备受社会多个领域的关注。近期的研究工作主要在相变机制及其影响因素方面。选定合适的形状记忆合金进行分配和摸索，提高制备工艺的水平，同时改善合金的性能。

　　（二）磁性形状记忆合金

　　这种形状记忆合金会在磁场的巨大作用下产生应变，并且把形状记忆合金的工作频率从温控的状态提升到磁控状态，充分发挥磁性驱动形状记忆合金的功能。磁性形状记忆合金制造的传感器、驱动元器件在石油行业、电子领域和航天航空工业中都发挥重要的作用。

　　（三）高温形状记忆合金

　　许多普通的合金只能够在100摄氏度下使用，而越来越多的形状记忆合金能够在超过100摄氏度的环境下使用。如核反应堆中的形状记忆合金元件，其动作温度已经超过600摄氏度。所以研究这制造高温形状记忆合金已经成为一个重要趋势，高温形状记忆合金在多个领域的使用具有很好的前景。

　　四、结语

　　本文对镍钛合金形状记忆合金的特点及其作用进行了分析，虽然当前对于镍钛合金形状记忆合金的研究与开发不够深入，但是随着镍钛合金形状记忆合金在多个领域行业中的广泛应用，其性能会得到不断发展和完善，镍钛合金形状记忆合金发挥的作用会越来越大。

　　参考文献：

　　[1]赵连城，郑玉峰。形状记忆与超弹性镍钛合金的发展和应用[J].中国有色金属学报，2004，S1：323-326.

　　[2]周星。Ti-Ni形状记忆合金人工食管的研究[D].上海大学，2010.