大物演示实验论文2

1、大学物理演示实验论文 学校：沈阳化工大学 学院：化学工程学院 专业：XXXXXXX 班级：1101班 姓名：XXX 日期：2012年11月8日摘要：记忆合金是一种颇为特别的金属，它极易被弯曲，我们把它加热到一定的温度，金属会变成一定的形状；使它处于稳定状态，当温度降低到一定温度时，金属条则恢复了原状。 这些都由一种有记忆力的智能金属做成的，它的微观结构有两种相对稳定的状态，在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状，在较低的温度下合金又可以恢复到另一种形状，但若对它重新加热，它会记起它原来的形状，而变回去。这种材料就叫做记忆金属。实验原理： 在本次演示实验中所观察到的现象。当在室温条件下，我们

2、所能观察到每条金属呈卷曲的形状，当老师对其进行加热时，当其温度达到变态温度时，其受热的金属条就会恢复其“记忆”形状。变成直线型，呈现风车的形状，这根合金仿佛记起了什么似的，立即恢复到它原来的形态。这是怎么回事？难道合金也具有人类那样的记忆力？原来不是那么回事！这只是利用某些合金在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律而已。各种合金都有自己的变态温度。上述那种高温合金的变态温度很高。在高温时它被做成直线型而处于稳定状态。在室温下恢复到原来的弯曲状态，使它却处于不稳定状态，因此，只要把它加热到变态温度，它就立即恢复到原来处于稳定状态的直线形了。分类及应用： 单程记忆效应形状记忆合金在较低的温度下变形

3、，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。双程记忆效应某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应。 全程记忆效应加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状，称为全程记忆效应。形状记忆合金的具体应用 工业应用（1） 利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。如管接头、天线、套环等。（2） 外因性双向记忆恢复。即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升降做反复动作，如热敏元件、机器人、接线柱等。（3） 内因性双向记忆恢复。即利用双程记忆效应随温度升降做反复动作，如热机、热敏元件等。但这类应用记忆衰减快、可靠性差，不常

4、用。 （4）超弹性的应用。如弹簧、接线柱、眼镜架等。 以本次演示实验为例，把其进行加热，其立刻变成直线型，把其冷却，温度恢复到室温，它会立即恢复原状。利用形状记忆合金弹簧可以控制浴室水管的水温，在热水温度过高时通过记忆功能，调节或关闭供水管道，避免烫伤。也可以制作成消防报警装置及电器设备的保安装置。当发生火灾时,记忆合金制成的弹簧发生形变，启动消防报警装置，达到报警的目的。还可以把用记忆合金制成的弹簧放在暖气的阀门内，用以保持暖房的温度，当温度过低或过高时，自动开启或关闭暖气的阀门。作为一类新兴的功能材料，记忆合金的很多新用途正不断被开发，例如用记忆合金制作的眼镜架，如果不小心被碰弯曲了，只要

5、将其放在热水中加热，就可以恢复原状。不久的将来，汽车的外壳也可以用记忆合金制作。如果不小心碰瘪了，只要用电吹风加加温就可恢复原状，既省钱又省力，很是方便。管道结合和自动化控制方面记忆合金已用于管道结合和自动化控制方面，用记忆合金制成套管可以代替焊接，方法是在低温时将管端内全扩大，装配时套接一起，一经加热，套管收缩。 恢复原形，形成紧密的接合。用记忆合金配件修复起来，十分方便。在一些施工不便的部位，用记忆合金制成销钉，装入孔内加热，其尾端自动分开卷曲，形成单面装配件。热机械和恒温自动控制记忆合金特别适合于热机械和恒温自动控制，已制成室温自动开闭臂，能在阳光照耀的白天打开通风窗，晚间室温下降时自动

6、关闭。记忆合金热机的设计方案也不少，它们都能在具有低温差的两种介质间工作，从而为利用工业冷却水、核反应堆余热、海洋温差和太阳能开辟了新途径。医疗上的应用记忆合金在临床医疗领域内有着广泛的应用，例如人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器、各类腔内支架、栓塞器、心脏修补器、血栓过滤器、介入导丝和手术缝合线等等，记忆合金在现代医疗中正扮演着不可替代的角色。有些合金的生物相容性很好，利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。例如接骨用的骨板，不但能将两段断骨固定，而且在恢复原形状的过程

7、中产生压缩力，迫使断骨接合在一起。齿科用的矫齿丝，结扎脑动脉瘤和输精管的长夹，脊柱矫直用的支板等，都是在植入人体内后靠体温的作用启动，血栓滤器也是一种记忆合金新产品。被拉直的滤器植入静脉后，会逐渐恢复成网状，从而阻止 95%的凝血块流向心脏和肺部。人工心脏是一种结构更加复杂的脏器，用记忆合金制成的肌纤维与弹性体薄膜心室相配合，可以模仿心室收缩运动。现在泵送水已取得成功。由于记忆合金是一种“有生命的合金”，利用它在一定温度下形状的变化，就可以设计出形形色色的自控器件，它的用途正在不断扩大航天技术记忆合金最令人鼓舞的应用是在中。“阿波罗”11号登月舱在月球着陆，实现了人类第一次登月旅行的梦想。宇航员登月后，在月球上放置了一个半球形的直径数米大的天线，用以向地球发送和接受信息。数米大的天线装在小小的登月舱里送上了太空。天线就是用当时刚刚发明不久的记忆合金制成的。用极薄的记忆合金材料先在正常情况下按预定要求做好，然后降低温度把它压成一团，装进登月舱带上天去。放到月面上以后，在阳光照射下温度升高，当达到转变温度时，天线又“记”起了自己的本来面貌，变成一个巨大的半球形。高科技应用展望20世纪是机电学的时代。传感集成电路驱动是最典型的机械电子控制系统，但复杂而庞大。形状记忆