鎳鈦諾爾合金中含有50%鎳和50%鈦,它的形狀記憶的溫度范圍可通過(guò)控制成分來(lái)調(diào)整。通常是,鎳鈦諾爾合金的含鎳量越高,工作溫度就越低。當(dāng)含鎳55%和含鈦45%時(shí),記憶合金能在室溫下工作。人們已經(jīng)利用記憶合金的這一特點(diǎn),制成了用記憶合金絲穿成的珍珠項(xiàng)鏈和手鐲,以及采用夾有記憶合金絲編織的乳罩等。這些裝飾品和保健品佩戴在身上,會(huì)在人體的體溫作用下恢復(fù)原有的彎度和挺度,從而起到裝飾和保健的作用。另外,還可以用鎳鈦諾爾合金制成矯齒絲,利用人的口腔溫度來(lái)校正畸形齒。 如果將鎳鈦諾爾合金中的鈦含量少為提高一些,形狀記憶的范圍就可提高到120℃以上。這樣,就能用它制成火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器和自動(dòng)滅火器。 鎳鈦諾爾合金還有一個(gè)引人注目的特點(diǎn),就是它在恢復(fù)原來(lái)形狀的過(guò)程中伴隨產(chǎn)生極大的作用力,遠(yuǎn)比最初變形時(shí)加的力大。一般來(lái)說(shuō),這種作用力可達(dá)到原變形力的10倍。科學(xué)家們已利用這種作用力制成了發(fā)動(dòng)機(jī),鎳鈦諾爾熱機(jī)便是其典型代表之一。 1973年,美國(guó)加利福尼亞州勞倫斯實(shí)驗(yàn)室的朋克利用形狀記憶合金制成了第一臺(tái)鎳鈦諾爾熱機(jī),立即在世界各國(guó)引起強(qiáng)烈反響,并使記憶合金名揚(yáng)四海。 這種鎳鈦諾爾熱機(jī)外形像一個(gè)水平放置的大輪子,輪輻為偏心結(jié)構(gòu)。在每根輪輻上掛有用鎳鈦諾爾合金制成的U形環(huán)。輪子下面的水槽制成兩個(gè)半圓,分別盛裝冷熱水。只要冷熱水的溫度相差9℃,它就能運(yùn)轉(zhuǎn)工作。 當(dāng)U形環(huán)進(jìn)入熱水槽時(shí),環(huán)便突然伸直,產(chǎn)生彈力。這種彈力有一部分沿著輪子的切線方向作用,因而能推動(dòng)輪子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)輪輻轉(zhuǎn)入冷水槽內(nèi)時(shí),伸直的環(huán)又自動(dòng)恢復(fù)彎曲形狀。這樣周而復(fù)始,就使輪子不停地轉(zhuǎn)下去,轉(zhuǎn)了幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)業(yè)不會(huì)減速。 朋克制成的鎳鈦諾爾熱機(jī)能直接將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能,盡管它只產(chǎn)生了半瓦的功率,但卻有著重大的意義,因?yàn)樗鼮檠兄莆磥?lái)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的熱機(jī)開(kāi)創(chuàng)了新路。 到了1983年,朋克的鎳鈦諾爾熱機(jī)的功率以提高到20瓦。然而,這與計(jì)劃向千瓦級(jí)甚至幾千瓦級(jí)過(guò)渡,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模利用海水溫差發(fā)電裝置的目標(biāo)相比,還有相當(dāng)漫長(zhǎng)的路程。 后來(lái),日本也進(jìn)行了記憶合金彈簧絲輪和帶輪的研究,獲得了功率達(dá)650瓦的好成績(jī),這種記憶合金熱機(jī)被人們譽(yù)為“明日的發(fā)動(dòng)機(jī)”。 為了進(jìn)一步提高鎳鈦諾爾合金的性能,美國(guó)和日本先后研制成功加銅的鎳鈦形狀記憶合金。例如,美國(guó)發(fā)明的假統(tǒng)而成的鎳鈦銅形狀記憶合金,大大改善了加工和切削性能,便于人們制造各種產(chǎn)品。而日本松下電器公司在制造非晶態(tài)和金的裝置上對(duì)鎳鈦合金熔化體進(jìn)行超急冷,使合金晶粒按一定方向排列,從而提高了加工性能和恢復(fù)原來(lái)形狀的性能。 |