金属功能材料-3-形状记忆合金.ppt

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1、第三节第三节 形状记忆合金形状记忆合金飞机在出现事故如鸟撞击飞机时，飞机能自我修复裂痕。飞机在出现事故如鸟撞击飞机时，飞机能自我修复裂痕。在地震中受到破坏的建筑物、桥梁能自行加固，裂缝会自行封合。在地震中受到破坏的建筑物、桥梁能自行加固，裂缝会自行封合。我我们们使使用用的的各各种种材材料料像像有有生生命命的的东东西西一一样样，能能根根据据外外界界环环境境自自我我判判断、自我适应、自我修复。断、自我适应、自我修复。请你想象一下请你想象一下l1988年年4月月28日日波波音音737飞飞机机在在美美国国出出现现灾灾难难性性断断裂裂事事故故，如如今今飞飞机机的事故仍在继续发生。的事故仍在继续发生。l2

2、008年年5月月12日我国发生了举世震惊的汶川大地震，伤亡惨重。日我国发生了举世震惊的汶川大地震，伤亡惨重。一、形状记忆合金的发现过程一、形状记忆合金的发现过程l1932年年 瑞瑞典典人人欧欧勒勒特特在在观观察察某某种种金金镉镉合合金金的的性性能能时时首首次次发发现现形形状状记忆效应。记忆效应。l1938年年 哈哈佛佛大大学学的的研研究究人人员员在在一一种种铜铜锌锌合合金金中中发发现现了了一一种种随随温温度度的的升升高高和和降降低低而而逐逐渐渐增增大大或或缩缩小小的的形形状状变变化化。但但当当时时并并未未引引起起人人们们的重视。的重视。l1962年年 美美国国海海军军实实验验室室在在开开发发新

3、新型型舰舰船船材材料料时时，在在Ti-Ni合合金金中中发发现现把把直直条条形形的的材材料料加加工工成成弯弯曲曲形形状状，经经加加热热后后它它的的形形状状又又恢恢复复到到原原来的直条形。从来的直条形。从 此形状记忆合金引起了极大的关注。此形状记忆合金引起了极大的关注。l此此后后的的40多多年年的的研研究究过过程程中中，在在相相变变理理论论应应用用研研究究上上都都取取得得了了很很大大的的成成就就。目目前前已已发发现现具具有有形形状状记记忆忆效效应应的的合合金金涉涉及及7、8个个合合金金系系，达达几几十十种种合合金金。其其中中Ni-Ti合合金金和和Cu基基合合金金已已进进入入工工业业应应用用，其其范

4、范围围涉涉及及国国防防、汽汽车车、机机械械、能能源源、交交通通、生生物物医医学学及及及及常常生生活活等等领领域。域。形状记忆合金演示实验形状记忆合金演示实验 材材料料在在一一定定的的温温度度下下会会恢恢复复一一定定的的形形状状，仿仿佛佛记记住住了了温度所赋予的形状一样。温度所赋予的形状一样。铁铁也也有有两两种种不不同同的的基基本本晶晶体体结结构构，即即体体心心立立方方铁铁和和面面心心立方铁。立方铁。这这种种由由相相同同的的原原子子组组成成的的不不同同的的晶晶体体结结构构，在在材材料料学学中中又称为不同的又称为不同的“相相”。体体心心立立方方铁铁和和面面心心立立方方铁铁属属不不同同的的“相相”，

5、前前者者称称为为 Fe(铁铁 素素 体体)，后后 者者 称称 为为Fe（奥氏体）（奥氏体）。二、形状记忆合金记忆效应二、形状记忆合金记忆效应 前前者者是是常常温温下下存存在在，而而后后者者是是高高温温下下存存在在，它它们们在在硬硬度度、密密度度和塑性变形能力等性质上都不相同。和塑性变形能力等性质上都不相同。l人人们们利利用用同同一一种种成成分分的的材材料料可可以以有有不不同同的的“相相”，就就能能演演出出一一幕幕幕幕“相相”变变戏戏，即即改改变变外外界界条条件件如如温温度度，使使材材料料由由一一种种晶晶体体结结构构变变成成另另一一种种晶晶体体结结构构，材材料料的的力力学学性性能能和和物物理理或

6、或化化学学性性能能也也就就随随之之改改变变，当当温温度度恢恢复复时时材材料料的的晶晶体体结结构构也也恢恢复复到到原原来来的的状状态态，性性质也随之复原。质也随之复原。l形形状状记记忆忆合合金金(Shape Memory Alloy)，简简称称SMA，是是具具有有形形状状记记忆效应的合金。忆效应的合金。l合合金金的的形形状状记记忆忆效效应应实实质质上上是是在在温温度度和和应应力力的的作作用用下下，合合金金内内部部热弹性马氏体形成、变化、消失的相变过程的宏观表现。热弹性马氏体形成、变化、消失的相变过程的宏观表现。l这这种种热热弹弹性性马马氏氏体体不不像像Fe-C合合金金中中的的马马氏氏体体那那样样

7、，在在加加热热转转变变成成它它的的母母相相（奥奥氏氏体体）之之前前即即发发生生分分解解，而而是是加加热热时时直直接接转转成成它它的的母体母体。l将将一一定定形形状状的的记记忆忆合合金金试试样样冷冷却却到到Mf点点以以下下，对对之之进进行行一一定定限限度的变形，卸去载荷后，变形被保留下来；度的变形，卸去载荷后，变形被保留下来；l将变形了的试样加热到将变形了的试样加热到Af点，试样恢复到变形前的形状。点，试样恢复到变形前的形状。图中图中Mf表示冷却时转变的终止温度，表示冷却时转变的终止温度，Af表示逆转完全的温度。表示逆转完全的温度。形状记忆效应可分为三类：形状记忆效应可分为三类：l单单程程记记忆

8、忆效效应应：在在马马氏氏体体状状态态下下受受力力变变形形，加加热热时时恢恢复复高高温温相相形形状状，冷冷却却时不恢复低温相形状。时不恢复低温相形状。l双双程程记记忆忆效效应应（可可逆逆形形状状记记忆忆效效应应）：加加热热时时恢恢复复高高温温形形状状，冷冷却却时时恢恢复复低温形状，即通过温度升降自发地可逆地反复恢复高低温的形状。低温形状，即通过温度升降自发地可逆地反复恢复高低温的形状。l全全程程记记忆忆效效应应：加加热热时时恢恢复复高高温温相相形形状状，冷冷却却时时变变为为形形状状相相同同而而取取向向相相反反的高温相形状。这是一种特殊的双程记忆效应。的高温相形状。这是一种特殊的双程记忆效应。三、

9、马氏体相变与形状记忆效应三、马氏体相变与形状记忆效应1.形状记忆合金的特性形状记忆合金的特性 合合金金在在某某一一温温度度下下变变形形后后，仍仍保保持持其其变变形形的的形形状状，但但当当温温度度升升高高到到某某一一温温度度时时，其其形形状状恢恢复复到到变变形形前前的的原原形形状状，即即对对以以前前的的形形状状保保持持记记忆忆特特性性，称称为为形形状状记记忆忆效效应应。形形状状记记忆忆合合金金与与普普通通材材料料的的变变形形及及恢恢复特性差别如图复特性差别如图1所示。所示。普普通通金金属属和和合合金金，在在弹弹性性范范围围变变形形时时，载载荷荷去去除除后后可可恢恢复复到到原原来来形形状状，无无永

10、永久久变变形形，但但当当变变形形超超过过弹弹性性范范围围时时再再去去除除载载荷荷，材材料料不不能能恢恢复复到到原原来来形形状状而而保保留留永永久久变变形形，加加热热并并不不能能使使此此永永久久变变形形消消除除，如如图图1a所所示示。而而形形状状记记忆忆合合金金在在变变形形超超过过弹弹性性范范围围时时，去去载载后后虽虽也也有有残残留留变变形形，但但当当加加热热到到某某一一温温度度时时，残残留留变变形形消消失失而而恢恢复复到到原原来来形形状状，如如图图1c。另另外外，形形状状记记忆忆合合金金变变形形超超过过弹弹性性范范围围后后，在在某某一一程程度度内内，当当去去除除载载荷荷后后，也也能能徐徐徐徐返

11、返回回原原形形，如如图图1b所所示示，这这一一特特性性称称为为超超弹弹性性。如如CuAINi合合金，当伸长超过金，当伸长超过20%(大于弹性极限大于弹性极限)后，去载仍可恢复。后，去载仍可恢复。图图1 形状记忆效应和超弹性形状记忆效应和超弹性a)普通金属；普通金属；b)超弹性；超弹性；c)形状记忆形状记忆2.温度的单程与双程形状记忆温度的单程与双程形状记忆 将将高高温温母母相相冷冷却却到到开开始始在在母母相相中中发发生生马马氏氏体体转转变变的的温温度度称称为为马马氏氏体体开开始始相相变变温温度度Ms，继继续续冷冷却却到到马马氏氏体体相相变变停停止止的的温温度度称称为为Mf；将将处处于于低低温温

12、的的马马氏氏体体相相加加热热，到到开开始始发发生生马马氏氏体体到到母母相相的的逆逆相相变变的的温温度度称称为为As，继继续续加加温温到到某某一一温温度度，马马氏氏体体相相全全部部转转变变到到原原母母相相的的状状态态，此此温度为温度为Af。形形状状记记忆忆效效应应一一般般以以形形状状回回复复率率来来表表示示。设设试试样样在在母母相相态态时时的的原原始始形形状状(若若以以长长度度表表示示)为为l0，马马氏氏体体态态时时经经形形变变(若若为为拉拉伸伸)为为l1，经经高高温逆相变后为温逆相变后为l2，则，则3.非热弹性、热弹性和半热弹性马氏体相变非热弹性、热弹性和半热弹性马氏体相变（1）非热弹性马氏体

13、）非热弹性马氏体 马马氏氏体体一一旦旦形形核核转转变变，在在10-7s的的瞬瞬间间即即长长成成最最终终状状态态，并并且且不不随随温温度度下下降降而而长长大大。在在马马氏氏体体逆逆相相变变时时和和马马氏氏体体相相变变一一样样，需需要要一一定定的的过过热热度度，母母相相同同样样在在马马氏氏体体中中形形核核并并迅迅速速长长大大。开开始始逆逆转转变变温温度度As总总是是高高于于Ms，因因为为逆逆相相变变驱驱动动力力G MP和和G PM几几乎乎相相等等，于于是是G MP和和G PM为零时的平衡温度都为为零时的平衡温度都为T0，则有平衡温度，则有平衡温度T0为为 非非热热弹弹性性马马氏氏体体相相变变热热滞

14、滞大大、As-Ms温温差差大大，相相变变时时，母母相相晶晶体体产产生生塑塑性性变变形形，两两相相界界面面不不具具有有协协调调性性，相相界界面面不不能能随随温温度度变变化化可可逆逆往往复复迁迁动动。无无形形状状记记忆忆效效应应或或仅仅显显示示有有限限记记忆忆效效应应，如如一一般般钢钢中中的的马马氏体。氏体。（2）热弹性马氏体热弹性马氏体 马马氏氏体体和和母母相相的的晶晶体体点点阵阵呈呈完完全全的的晶晶体体学学可可逆逆性性的的马马氏氏体体相相变变称称为为热弹性马氏体相变热弹性马氏体相变。分成两类：。分成两类：第第一一类类是是Ms-Mf的的间间隔隔温温度度小小，而而且且AsMs，如如AuCd(镉镉)

15、合合金金、CuAlNi等合金；等合金；第第二二类类是是Ms-Mf的的间间隔隔温温度度大大，而而且且AsL时，形状回复率时，形状回复率随应变随应变 的增加而下降。的增加而下降。4)循环效应循环效应 用于驱动元件的形状记忆合金在实际使用过程中，一般都要经过用于驱动元件的形状记忆合金在实际使用过程中，一般都要经过反复的热循环，即经历反复的相变反复的热循环，即经历反复的相变-逆相变，而且经常要进行伴随变逆相变，而且经常要进行伴随变形的热机械循环，即相变形的热机械循环，即相变-变形变形-逆相变。逆相变。2.铜铜-基形状记忆合金基形状记忆合金(3)其他铜基形状记忆合金其他铜基形状记忆合金 1)Cu-Al-

16、Ni-Mn-Ti 相变温度高，耐热性好，适用于较高温度，可达成相变温度高，耐热性好，适用于较高温度，可达成200。2)Cu-Zn-Al-Mn-Ni-Ti 良好的形状记忆性能，室温下最大可回复应变达良好的形状记忆性能，室温下最大可回复应变达4.0%。3)Cu-Al-Mn-Zn-Zr 用作为连接件，如管接头、铆钉等形状记忆合金。用作为连接件，如管接头、铆钉等形状记忆合金。4)Cu-Al-Mn-Co 改善形状记忆效果和伪弹性、延性和双程记忆效效应。改善形状记忆效果和伪弹性、延性和双程记忆效效应。5)Cu-Al-Nb 含少量铌含少量铌(0.27%)时淬火态合金的回复率时淬火态合金的回复率可达可达98%

17、。目目前前市市场场销销售售的的形形状状记记忆忆合合金金主主要要为为Ni-Ti和和Cu-Zn-AI两两类类。Ni-Ti合合金金，因因其其优优越越的的形形状状记记忆忆特特性性和和超超弹弹性性，特特别别是是它它具具有有良良好好的的生生物物相容性能适用于医用器件。相容性能适用于医用器件。铜铜基基形形状状记记忆忆合合金金则则以以其其加加工工制制造造容容易易、价价格格低低廉廉、导导电电导导热热率率高高而而在在某某些些动动作作频频次次要要求求不不很很高高的的场场合合获获得得了了广广泛泛的的应应用用，特特别别适适用用于于制制作作各各种种热热保保护护元元件件，如如淋淋浴浴器器防防烫烫阀阀门门、消消防防防防火火阀

18、阀门门、通通信信器器材材防雷击器材等装置中的热驱动元件。防雷击器材等装置中的热驱动元件。1.工程应用工程应用（1）连接紧固件）连接紧固件 利利用用优优良良的的形形状状记记忆忆效效应应制制成成各各种种连连接接紧紧固固件件，如如管管接接头头、紧紧固固圈圈、连连接接套套管管和和紧紧固固铆铆钉钉等等。记记忆忆合合金金连连接接件件结结构构简简单单、重重量量轻轻、所所占占空空间间小小，安安全全性性高高、拆拆卸卸方方便便、性性能能稳稳定定可可靠靠，已已被被广广泛泛用用于于航航天天、航空、电子和机械工程等领域。航空、电子和机械工程等领域。管管接接头头。是是形形状状记记忆忆合合金金最最成成功功的的应应用用之之一

19、一，自自20世世纪纪70年年以以来来，在在美美国国各各种种型型号号飞飞机机上上已已成成功功使使用用数数百百万万只只，至至今今无无一一例例失失效效。NiTiNb宽宽滞滞后后形形状状记记忆忆合合金金经经适适当当变变形形处处理理相相变变滞滞后后高高达达150，用用其制成管接头可以在常温下储存和运输。其制成管接头可以在常温下储存和运输。五、五、形状记忆合金的应用形状记忆合金的应用 先先将将其其加加工工成成内内径径比比连连接接管管的的外外径径小小的的套套管管，在在低低温温下下（M状状态态）进进行行扩扩孔孔，然然后后套套在在需需连连接接的的管管子子外外面面，升升温温至至室室温温，由由于于其其形形状状记记忆

20、忆效效应应，孔孔径径收收缩缩，形形成紧密地压合，从而实现紧固连接。成紧密地压合，从而实现紧固连接。紧紧固固圈圈。美美国国Rachem公公司司研研制制生生产产的的NiTiNb宽宽滞滞后后记记忆忆合合金金同同轴轴电电缆缆屏屏蔽蔽网网和和接接头头的的紧紧固固圈圈，在在美美国国通通信信工工程程和和信信号号装装置置中中已已广广泛泛应用。应用。套套管管连连接接。用用铜铜套套导导记记忆忆合合金金的的套套管管进进行行加加热热，实实现现安安装装连连接接，其其原原理理图图如如图图9所所示示。俄俄罗罗斯斯曾曾在在MIR空空间间站站上上使使用用这这种种方方法，成功地连接了长法，成功地连接了长15m空间桁架。空间桁架。

21、图图9 套管连接：套管连接：1-插杆；插杆；2-插孔；插孔；3-记忆合金记忆合金记忆合金管接头记忆合金管接头 奥氏体相下的紧缩套管奥氏体相下的紧缩套管升温升温 马氏体相下的膨胀套管马氏体相下的膨胀套管 紧紧固固铆铆钉钉。把把铆铆钉钉在在干干冰冰中中冷冷却却后后把把尾尾部部拉拉直直，插插入入被被紧紧固固件件的的孔孔中中，温温度度上上升升产产生生形形状状恢恢复复，铆铆钉钉尾尾部部叉叉开开实实现现紧紧固固。可可用用于于不易用通常方法实现铆接的地方。见图不易用通常方法实现铆接的地方。见图10。图图10 形状记忆合金铆钉连接形状记忆合金铆钉连接（2）驱动元件）驱动元件 利利用用记记忆忆合合金金在在加加热

22、热时时形形状状恢恢复复的的同同时时其其恢恢复复力力可可对对外外作作功功的的特特点点，能能够够制制成成各各种种驱驱动动元元件件。这这种种驱驱动动机机构构结结构构简简单单，灵灵敏敏度度高高，可可靠靠性性好好。对对只只需需一一次次性性动动作作的的驱驱动动元元件件，要要求求记记忆忆合合金金具具有有较较大大的的恢恢复复力力和和良良好好的的记记忆忆效效应应；对对于于需需多多次次使使用用的的温温控控元元件件，则则要要求求记记忆忆合合金金具具有有优优良良稳稳定定的的记记忆忆性性能能、疲疲劳劳性性能能和和较较窄窄的的相相变变滞滞后后，以以保保证证动作安全可靠，响应迅速。动作安全可靠，响应迅速。左左图图是是一一个

23、个双双程程CuZnAl记记忆忆合合金金弹弹簧簧。该该弹弹簧簧是是随随温温度度变变化化自自行行伸伸缩缩的的感感温温驱驱动动元元件件。采采用用CuZnAl记记忆忆合合金金丝丝，表表面面镀镀锡锡，以以热热水水或或热热风风为为热热源源，典典型型伸伸缩缩温温度度为为6585，自自由由状状态态为为45mm，伸伸长长状状态态为为200mm。可可见见其其形形变变量量较较大大，可以产生足够的驱动力。可以产生足够的驱动力。温温室室窗窗控控制制。图图11是是用用于于温温室室恒恒温温控控制制的的动动作作元元件件，利利用用铜铜基基形形状状记记忆忆合合金金的的弹弹簧簧的的双双程程记记忆忆效效应应，随随温温度度变变化化的的

24、伸伸长长和和缩缩短短，可可控控制制温温室室窗窗的的开开闭闭大大小小，自自动动调调节节温温室室的的温温度度，热热滞滞后后可可保持在保持在12。图图11 温室温度控制元件温室温度控制元件 汽汽车车发发动动机机冷冷却却风风扇扇。在在汽汽车车冷冷却却风风扇扇上上安安装装铜铜基基形形状状记记忆忆合合金金的的螺螺旋旋弹弹簧簧，随随发发动动室室的的温温度度变变化化发发生生形形状状记记忆忆，使使在在温温度度高高到到一一个个规规定定值值时时，离离合合器器接接触触，风风扇扇转转动动，汽汽车车噪噪声声和和油油耗耗。温温度度降降低低时时，离合器分离，风扇停止转动，可降低汽车噪声和油耗。离合器分离，风扇停止转动，可降低

25、汽车噪声和油耗。（3）宇宙飞船的通信天线）宇宙飞船的通信天线 1970年年，美美国国将将NiTi形形状状记记忆忆合合金金形形用用于于宇宇宙宙飞飞船船天天线线。在在宇宇宙宙飞飞船船发发射射之之前前，室室温温下下将将经经过过形形状状记记忆忆处处理理的的NiTi合合金金丝丝折折成成直直径径在在5cm以以下下的的球球状状放放入入飞飞船船，飞飞船船进进入入太太空空轨轨道道后后，通通过过加加热热或或者者是是利利用用太太阳阳热热能能，升升温温到到77，被被折折成成球球状状的的合合金金丝丝就就完完全全打打开开，成成为为原原先先设设定定的的抛抛物物面面形形状天线，解决大型天线的携带问题。状天线，解决大型天线的携

26、带问题。形形状状控控制制被被认认为为是是航航空空工工业业中中的的智智能能结结构构中中非非常常有有前前景景的的一一项项应应用用。图图为为NASA中中心心制制作作完完成成了了30%比比例例的的智智能能机机翼翼模模型型。在在高高速速度度、等等角角机翼后缘控制等实飞条件下取得到了成功。机翼后缘控制等实飞条件下取得到了成功。（4）自适应智能机翼）自适应智能机翼 形形状状记记忆忆元元件件具具有有感感温温和和驱驱动动双双重重功功能能，因因此此可可制制作作用用于于航航天天空空间间探探索索的的智智能能机机械械手手。手手指指和和手手腕腕靠靠Ti-Ni合合金金螺螺旋旋弹弹簧簧的的伸伸缩缩实实现现开开闭闭和和弯弯曲曲

27、动动作作，肘肘和和肩肩是是靠靠直直线线状状Ti-Ni合合金金丝丝的的伸伸缩缩实实现现弯弯曲曲动动作作。各各个个形形状状记记忆忆合合金金元元件件都都由由直直接接通通上上的的脉脉宽宽可可调调电电流加以控制。流加以控制。这这种种机机械械手手的的最最大大特特点点是是小小型型化化，非非常常适适于于航航天天的的无无人人操操作作活活动动。其其另另一一个个重重要要特特征征是是动动作作柔柔软软，非非常常接接近近人人手手的的动动作作,可可完完成成许许多多细细腻腻的的工工作作，如如取出鸡蛋等。取出鸡蛋等。（5）智能机械手）智能机械手2004年年初初登登上上火火星星的的探探测测机机器器人人“勇勇气气”号号、“机机遇遇

28、”号号2.医学上的应用医学上的应用 在在医医学学上上应应用用记记忆忆合合金金的的关关键键是是合合金金与与生生物物体体的的相相容容性性，而而Ni-Ti形形状状记记忆忆合合金金具具有有优优良良的的生生物物相相容容性性、耐耐蚀蚀耐耐磨磨性性、高高抗抗疲疲劳劳性性，且且弹弹性性模模量量与与人人体体骨骨头头相相近近，因因此此，广广泛泛应应用用于于口口腔腔、督督科科、神神经经外外科科、心血管科、胸外科、肝胆科、泌尿外科及妇科等。心血管科、胸外科、肝胆科、泌尿外科及妇科等。形形状状记记忆忆合合金金还还可可制制成成各各类类心心脏脏修修补补器器、血血栓栓过过滤滤器器、伤伤骨骨固固定定器、脊柱矫正器、手术缝合线、

29、人造骨骼等等。器、脊柱矫正器、手术缝合线、人造骨骼等等。记记忆忆食食道道架架能能在在喉喉部部膨膨胀胀成成新新的的食食道道。必必要要时时只只要要向向食食道道里里加加上上冰冰块块，“食食道道”又又会会遇遇冷冷收收缩缩，从从而而可可轻轻易易取取出出，使使失失去去进进食食功功能能的的食道癌患者提高了生活质量。食道癌患者提高了生活质量。（a）预压缩）预压缩 （b）受热扩张后）受热扩张后 （c）植入腔道内效果）植入腔道内效果（1）记忆食道支架）记忆食道支架（2）固定断骨的销和接骨板）固定断骨的销和接骨板 利利用用体体温温使使合合金金发发生生相相变变，恢恢复复到到母母相相状状态态，形形状状改改变变，将将两两

30、段段骨骨固固定定住住，而且产生压力，迫使断骨很快愈合。而且产生压力，迫使断骨很快愈合。尺桡骨骨折尺桡骨骨折 术前术前术后术后3.在生活中的应用在生活中的应用TOTO公司生产的智能水温调节器公司生产的智能水温调节器温控弹簧温控弹簧 温控智能机器人元件温控智能机器人元件 记忆合金驱动的自动报警灭火器记忆合金驱动的自动报警灭火器 镍钛记忆合金受热后恢复原来形状镍钛记忆合金受热后恢复原来形状 镍钛记忆合金镍钛记忆合金花瓣花瓣 利利用用形形状状记记忆忆效效应应可可以以制制成成记记忆忆眼眼镜镜框框，如如果果不不小小心心被被碰碰弯弯曲曲了了，只只要要将将其其放放在在热热水水中中加加热热，就就可可以以恢恢复复

31、原原状状。而而且且这这种种眼眼镜镜框框具具有有超超弹性，使人佩戴后感到非常舒适。弹性，使人佩戴后感到非常舒适。记忆眼镜框记忆眼镜框形状记忆合金制成的形状记忆合金制成的“蝴蝶蝴蝶”（可模仿肌肉的收缩）（可模仿肌肉的收缩）l由由于于SMA的的各各种种功功能能均均依依赖赖于于马马氏氏体体相相变变，需需要要不不断断对对其其加加热热、冷冷却却及及加加载载、卸卸载载，因因此此SMA只只适适用用于于低低频频(10Hz以以下下)控控制制中中，这这就就大大限制了材料的应用，有待研究。大大限制了材料的应用，有待研究。l对对于于SMA的的驱驱动动应应用用需需要要较较为为精精确确的的形形状状控控制制，因因此此还还需需

32、要要进进一一步步研究其形变的力学性能，从而提高控制精度和反应速度。研究其形变的力学性能，从而提高控制精度和反应速度。l现现有有的的SMA模模型型在在实实际际工工程程应应用用中中都都还还存存在在一一些些缺缺陷陷，也也是是一一个个需需要研究的重要课题。要研究的重要课题。l在医学应用方面，还需继续研究在医学应用方面，还需继续研究SMA的的生物相容性生物相容性。lSMA作作为为一一种种新新型型功功能能材材料料，其其加加工工和和制制备备工工艺艺较较难难控控制制，目目前前还还没有形成一条没有形成一条SMA自动生产线，此外材料成本也自动生产线，此外材料成本也比较昂贵比较昂贵。4.SMA尚待解决的问题尚待解决的问题