型功能材料上課用ppt課件(已修改)
2025-05-10 22:29 本頁面
【正文】 1 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 1. 形狀記憶合金 2. 減振材料 3. 貯氫材料 4. 液晶材料 5. 超導(dǎo)材料 6. 光導(dǎo)纖維 7. 分離膜 8. 醫(yī)用聚合材料 9. 其他現(xiàn)代功能材料 10. 準(zhǔn)晶體 2 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 （ 1） 形狀記憶合金 ? 形狀記憶合金 材料在某一溫度下受外力而變形，當(dāng)外力 去除后，仍保持其變形后的形狀；再升溫，則 材料自動(dòng)恢復(fù)到變形前原有的形狀，似乎對(duì)以 前的形狀保持記憶的材料。 ?形狀記憶現(xiàn)象：馬氏體相被加熱并回復(fù)為原來 母相時(shí)所產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。 3 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 （ 2） 形狀記憶效應(yīng)機(jī)理 ? 熱彈性馬氏體相變機(jī)理 —— 與鋼的淬火相關(guān) 在形狀記憶合金中，馬氏體相遠(yuǎn)比母相軟 得多（這與鋼恰好相反），在受到外力作用時(shí)，能夠很容易的通過馬氏體相內(nèi)部的雙晶面的移 動(dòng)或馬氏體相之間的移動(dòng)而改變其形狀，經(jīng)加 熱而回復(fù)到原來的母相時(shí)，這種形狀的改變會(huì) 全部消失。 4 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 5 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 實(shí)例 1：鋼沒有記憶功能 鋼的 TAS和 TMS之間的溫度差（相變溫度滯 后）高達(dá)數(shù)百攝氏度，即必須過熱或過冷到足 以積蓄很大的亥姆霍茲自由能差，才能發(fā)生馬 氏體相的轉(zhuǎn)變； 實(shí)例 2： AuCd合金和 TiNi合金 相變溫度滯后僅有 10~30℃ ，有極小的相變 驅(qū)動(dòng)力就能發(fā)生相變。 6 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 ?應(yīng)力誘導(dǎo)馬氏體相變機(jī)理 研究成果： Fe30Mn1Si單晶合金 形狀記憶效應(yīng)機(jī)理：應(yīng)力誘導(dǎo) γ ≒ ε可逆馬氏體 相變 γ相 —— 面心立方結(jié)構(gòu)， 沿（ 111）密排面逐層堆 積，為 ABCABC… 堆積方式 ε相 —— 密排六方結(jié)構(gòu)，沿（ 0001）密排面逐層 堆積，為 ABAB… 堆積方式。 從晶體學(xué)和能量角度來看， γ→ ε相 變極易進(jìn)行 7 （ 3）形狀記憶合金材料 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 8 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 （ 4）形 狀記憶合金的應(yīng)用 ?在一般工程上的應(yīng)用 制作管接口 9 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 ? 在熱致機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用 利用處于拉應(yīng)力狀態(tài)形狀記憶合金絲的形 狀記憶效應(yīng)，可供輸入信號(hào)通過感應(yīng)線圈而變 成電流，使合金絲長度發(fā)生變化。 ? 在醫(yī)療方面的應(yīng)用 醫(yī)用材料多用鈦鎳合金，有耐蝕性和符合 生理反應(yīng)。可用于脊柱側(cè)彎的矯正，人工關(guān)節(jié)，人造心臟等。 10 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 ? 形狀記憶式熱發(fā)動(dòng)機(jī) 11 材料化學(xué) 新 型 功 能 材 料 ?在軍事和航天工業(yè)方面的應(yīng)用 美國國家航空和宇宙航行局用形狀記憶 合金
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