【正文】
靠性差,不常用。(3)內(nèi)因性雙向記憶恢復(fù)?!。?)外因性雙向記憶恢復(fù)。 形狀記憶合金的具體應(yīng)用:工業(yè)應(yīng)用:(1)利用單程形狀記憶效應(yīng)的單向形狀恢復(fù)。到70年代初,CuZn、CuZnAl、CuAlNi等合金中也發(fā)現(xiàn)了與馬氏體相變有關(guān)的形狀記憶效應(yīng)。后來在CuZn合金中也發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象,但當(dāng)時并未引起人們的廣泛注意。 最早關(guān)于形狀記憶效應(yīng)的報道是由Chang及Read等人在1952年作出的。 (3)全程記憶效應(yīng)( Allround Shape Memory,簡稱ARSM):加熱時恢復(fù)高溫相形狀,冷卻時變?yōu)樾螤钕嗤∠蛳喾吹牡蜏叵嘈螤?,稱為全程記憶效應(yīng)。(1)單程記憶效應(yīng)(One Way Shape Memory,簡稱OWSM):形狀記憶合金在較低的溫度下變形,加熱后可恢復(fù)變形前的形狀,這種只在加熱過程中存在的形狀記憶現(xiàn)象稱為單程記憶效應(yīng)。具有形狀記憶效應(yīng)的金屬一般是兩種以上金屬元素組成的合金,稱為形狀記憶合金(SMA)[2]。1)、形狀記憶合金(SMA)一般金屬材料受到外力作用后,首先發(fā)生彈性變形,達到屈服點,就產(chǎn)生塑性變形,應(yīng)力消除后留下永久變形。目前研究開發(fā)的金屬系智能材料主要有形狀記憶合金和形狀記憶復(fù)合材料兩大類;無機非金屬系智能材料在電流變體、壓電陶瓷、光致變色和電致變色材料等方面發(fā)展較快。因為現(xiàn)在可用于智能材料的材料種類不斷擴大,所以智能材料的分類也只能是粗淺的,分類方法也有多種,一般若按功能來分可以分為光導(dǎo)纖維、形狀記憶合金、壓電、電流變體和電(磁)致伸縮材料等。通常,光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)或一束激光將光脈沖傳送至光纖,光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。c、光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫,是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導(dǎo)工具。磁性材料從形態(tài)上講。磁性材料從材質(zhì)和結(jié)構(gòu)上講,分為“金屬及合金磁性材料”和“鐵氧體磁性材料”兩大類,鐵氧體磁性材料又分為多晶結(jié)構(gòu)和單晶結(jié)構(gòu)材料。導(dǎo)電橡膠具有良好的電磁密封和水汽密封能力,在一定壓力下能夠提供良好的導(dǎo)電性(抑制頻率達到40GHz)。a、導(dǎo)電材料包含導(dǎo)電塑料和導(dǎo)電橡膠??梢钥闯?,這些材料既是驅(qū)動材料又是敏感材料,顯然起到了身兼二職的作用,這也是智能材料設(shè)計時可采用的一種思路。(3) 驅(qū)動材料因為在一定條件下驅(qū)動材料可產(chǎn)生較大的應(yīng)變和應(yīng)力,所以它擔(dān)負著響應(yīng)和控制的任務(wù)。(2) 敏感材料 敏感材料擔(dān)負著傳感的任務(wù),其主要作用是感知環(huán)境變化(包括壓力、應(yīng)力、溫度、電磁場、PH值等)。一般基體材料首選高分子材料,因為其重量輕、耐腐蝕,尤其具有粘彈性的非線性特征。智能材料的構(gòu)成一般來說智能材料由基體材料、敏感材料、驅(qū)動材料和信息處理器四部分構(gòu)成。(6)自修復(fù)能力(Selfrecovery)能通過自繁殖、自生長、原位復(fù)合等再生機制,來修補某些局部損傷或破壞。(4)響應(yīng)功能能夠根據(jù)外界環(huán)境和內(nèi)部條件變化,適時動態(tài)地作出相應(yīng)的反應(yīng),并采取必要行動。(2)反饋功能(Feedback)可通過傳感網(wǎng)絡(luò),對系統(tǒng)輸入與輸出信息進行對比,并將其結(jié)果提供給控制系統(tǒng)。下面我們將從智能材料的特征、構(gòu)成和分類來簡單的介紹一下。[1] 但是現(xiàn)有的材料一般比較單一,難以滿足智能材料的要求,所以智能材料一般由兩種或兩種以上的材料復(fù)合構(gòu)成一個智能材料系統(tǒng)。具體來說需具備以下內(nèi)涵:(1)具有感知功能,能夠檢測并且可以識別外界(或者內(nèi)部)的刺激強度,如電、光、熱、應(yīng)力、應(yīng)變、化學(xué)、核輻射等;(2)具有驅(qū)動功能,能夠響應(yīng)外界變化;(3)能夠按照設(shè)定的方式選擇和控制響應(yīng);(4)反應(yīng)比較靈敏,及時和恰當(dāng);(5)當(dāng)外部刺激消除后,能夠迅速恢復(fù)到原始狀態(tài)。智能材料又可以稱為敏感材料,其英文翻譯也有若干種,常用的有Intelligent material,Intelligent material and structure,Smart material,Smart material and structure,Adaptive material and structure等?!娟P(guān)鍵詞】智能材料、仿生、智能纖維。皖西學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計)智能材料的應(yīng)用和發(fā)展作 者李萬飛指導(dǎo)教師郝洪榮【內(nèi)容摘要】智能材料是一種感知外部刺激,能夠判斷并適當(dāng)處理且本身可執(zhí)行的新型功能材料。本文(主要)介紹了智能材料的仿生構(gòu)想,并重點介紹了智能金屬材料、智能無機非金屬材料、智能高分子材料、智能纖維、仿生工程材料的構(gòu)成原理、應(yīng)用領(lǐng)域和研究現(xiàn)狀,并闡述了智能材料的戰(zhàn)略意義,展望了它的發(fā)展前景,最后探討了智能材料與材料科學(xué)的關(guān)系及其發(fā)展趨勢。The Application And Development Of Intelligent MaterialsContent Abstract:The intelligent material is one kind of new Functional Materials that can sensation the exterior stimulation, judge and proper treate, also iself can be executed. This paper (main) introduced the intelligent material biological modelling conception, and key introduced the Constitution principle, application domain and present research situation of Intelligence metallic material , intelligent inorganic nonmetallic material, intelligent high polymer material, intelligent textile fiber, and the bionic engineering materials. Elaborated the strategic significance of smart materials and look forward to its future development. At last, dscussed the relationship between smart material and materials science and its development trend.Key Words: The Itelligent Mterial,、The bionic,、Intelligent Fiber .一、智能材料在這個新材料層出不窮的時代,智能材料也是獨領(lǐng)風(fēng)騷的一朵奇葩,是二十世紀九十年代迅速發(fā)展起來的一類新型復(fù)合材料。它的構(gòu)想來源于仿生(仿生就是模仿大自然中生物的一些獨特功能制造人類使用的工具,如模仿蜻蜓制造飛機等等),它的目標(biāo)就是想研制出一種材料,使它成為具有類似于生物的各種功能的“活”,驅(qū)動和控制這三個基本要素。舉一個簡單的應(yīng)用了智能材料的例子:某些太陽鏡的鏡片當(dāng)中含有智能材料,這種智能材料能感知周圍的光,并能夠?qū)獾膹娙踹M行判斷,當(dāng)光強時,它就變暗,當(dāng)光弱時,它就會變的透明。這就使得智能材料的設(shè)計、制造、加工和性能結(jié)構(gòu)特征均涉及到了材料學(xué)的最前沿領(lǐng)域,使智能材料代表了材料科學(xué)的最活躍方面和最先進的發(fā)展方向。智能材料的特征設(shè)計智能材料的兩個指導(dǎo)思想是材料的多功能復(fù)合和材料的仿生設(shè)計,所以智能材料系統(tǒng)具有或部分具有如下的智能功能和生命特征: (1)傳感功能(Sensor)能夠感知外界或自身所處的環(huán)境條件,如負載、應(yīng)力、應(yīng)變、振動、熱、光、電、磁、化學(xué)、核輻射等的強度及其變化。(3)信息識別與積累功能能夠識別傳感網(wǎng)絡(luò)得到的各類信息并將其積累起來。(5)自診斷能力(Selfdiagnosis)能通過分析比較系統(tǒng)目前的狀況與過去的情況,對諸如系統(tǒng)故障與判斷失誤等問題進行自診斷并予以校正。(7)自調(diào)節(jié)能力(Selfadjusting)對不斷變化的外部環(huán)境和條件,能及時地自動調(diào)整自身結(jié)構(gòu)和功能,并相應(yīng)地改變自己的狀態(tài)和行為,從而使材料系統(tǒng)始終以一種優(yōu)化方式對外界變化作出恰如其分的響應(yīng)。[1](1) 基體材料基體材料擔(dān)負著承載的作用,一般宜選用輕質(zhì)材料。其次也可選用金屬材料,以輕質(zhì)有色合金為主。常用敏感材料如形狀記憶材料、壓電材料、光纖材料、磁致伸縮材料、電致變色材料、電流變體、磁流變體和液晶材料等。常用有效驅(qū)動材料如形狀記憶材料、壓電材料、電流變體和磁致伸縮材料等。(4) 其它功能材料包括導(dǎo)電材料、磁性材料、光纖等。導(dǎo)電橡膠是將玻璃鍍銀、鋁鍍銀、銀等導(dǎo)電顆粒均勻分布在硅橡膠中,通過壓力使導(dǎo)電顆粒接觸,達到良好的導(dǎo)電性能。b、磁性材料主要是指由過渡元素鐵、鈷、鎳及其合金等組成的能夠直接或間接產(chǎn)生磁性的物質(zhì)。從應(yīng)用功能上講,磁性材料分為:軟磁材料、永磁材料、磁記錄矩磁材料、旋磁材料等等種類。包括粉體材料、液體材料、塊體材料、薄膜材料等。微細的光纖封裝在塑料護套中,使得它能夠彎曲而不至于斷裂。[1]智能材料的分類智能材料是繼天然材料、人造材料、精細材料之后的第四代功能材料。若按來源來分,智能材料可以分為金屬系智能材料、無機非金屬系智能材料和高分子系智能材料。下面我們主要介紹智能材料八種主要種類:1)、形狀記憶合金;2)、電流變體和磁流變體;3)、磁致伸縮材料;4)、壓電陶瓷;5)、電致伸縮陶瓷;6)、光致變色玻璃;7) 、電致變色材料;8)、光導(dǎo)纖維。但有些材料,在發(fā)生了塑性變形后,經(jīng)過合適的熱過程,能夠回復(fù)到變形前的形狀,這種現(xiàn)象叫做形狀記憶效應(yīng)(SME)。根據(jù)不同的記憶功能,形狀記憶合金可分為單程、雙程、全程記憶效應(yīng)和偽彈性等。 (2)雙