[科普中国]-宽热滞形状记忆合金

宽热滞形状记忆合金，又称宽滞后形状记忆合金。马氏体相变开始点M，与逆相变开始点A之差称为相变温度滞后或热滞后。称相变热滞很大的记忆合金为宽热滞或宽滞后记忆合金1。

简介宽热滞形状记忆合金，又称宽滞后形状记忆合金。马氏体相变开始点M，与逆相变开始点A之差称为相变温度滞后或热滞后。称相变热滞很大的记忆合金为宽热滞或宽滞后记忆合金1。

原理本质这里提到的宽热滞，本质上是一种亚稳态，即在应力诱发马氏体相变时使记忆合金过量变形或在约束状态下时效，使得合金出现适量缺陷以阻滞马氏体逆转变，即使得马氏体稳定化，在M点不变的情况下，A点暂时升高到A`点，从而加宽了热滞。若在合金中加入适当合金元素，产生软弥散相，可使过量变形心的应力诱发马氏体稳定化程度剧增，大幅度提高A点，使相变热滞加宽若干倍，例如在TiNi中加入大量金属铌，形成一种记忆合金，Nb(Ti,Ni)合金相弥散于TiNi基体中，促进了马氏体稳定化，相变热滞宽度达到140℃， A升高到常温以上。这种宽滞记忆合金是制造管路连接器等紧固器件的新型材料，使低温扩径后的管接头预变形器件不必非在液氮下贮运1。

研究背景形状记忆合金(SMA)是20世纪60年代发展起来的新兴功能材料。合金在低温下变形，加热到临界温度(逆相变点)以上，通过逆相变恢复原始形状,称为形状记忆效应。形状记忆合金因具有宝贵的原始形状的记忆性能，超弹性和高阻尼特性，已在航空、航天、电子、机械、医学、家电等方面得到广泛应用。管接头则是最早最成功的工程应用之一。60年代末，形状记忆合金管接头最先在美国海军F214战斗机液压系统钛合金管路上作为永久接头使用。这种管接头在美国各种型号飞机上使用已超过150万只，尚未发现一例失效。美国军方已规定记忆合金管接头作为军用飞机液压管路连接的唯一许用系统2。

1986年，美国研制出一种新型Ni2Ti2Nb系宽滞后记忆合金。与传统的NiTi二元合金及工程中广泛应用的NiTiFe记忆合金相比，其具有显著优点：加工成形性能好；经适当处理后，相变滞后(As2Ms)可达150℃，明显宽于NiTi及NiTiFe记忆合金(通常为30~50℃)，用其制成的管接头可以在常温下储存和运输，无需在液氮中保存，降低了应用成本，安装时加热到逆相变温度以上即可完成形状恢复，工程应用方便。美国Raychem公司于1986年申请了此项技术专利，并大量生产该种宽滞后记忆合金管接头及器件2。

应用广泛用于航空、航天、海军舰艇、及海上石油平台等方面，替代深海水下管路焊接；亦可用于空间狭小不便焊接施工的管路连接，其质量及可靠性均优于焊接和螺纹连接。我国从1990年开始研究NiTiNb记忆合金，在航空等方面取得了一定的应用。

本词条内容贡献者为:

杨明 - 副教授 - 西南大学