形状记忆合金 (Shape Memory Alloy,简称SMA) 是一种通过热弹性马氏体相变将热能直接转换为机械能的新型材料。

自问世以来,由于其特有的形状记忆效应而受到广大科技工作者的青睐。

特别是近年来随着形状记忆合金的实际开发应用,各种形状记忆合金的元器件应运而生,如形状记忆合金弓型片状元件,具有突跳性能的形状记忆合金碟片以及各种线状元件都已得到了广泛的应用。

其主要性能表现为在特定的温度范围内能产生与温度呈函数关系的位移和力。

利用这种性能可以制作结构简单的SMA伺服控制系统,发展象人体肌肉那样的机器人驱动器,并在小型和微型伺服系统中应用前景广阔。

但由于形状记忆合金的记忆效应受到本身特性时限制而使其得以完全形状回复的条件是:单向记忆效应的变形量不可大于7%,双向记忆效应的变形量则在2%左右。

为了获得较大的宏观回复量,形状记忆合金螺旋弹簧受到人们普遍重视,我们借此机会讨论一下形状记忆合金螺旋弹簧的特性以及制作方法。

一、国内外研究现状： 1. 娄底标达科技开发公司发明的汽车节能风扇上采用Ni-Ti形状记忆合金螺旋弹簧：目前所广泛应用的汽车发动机,由于工作时产生大量的热,故都采用降温风扇,而降温风扇一般都与发动机共轴,因此只要发动机一工作,比风扇即运转,对发动机起到冷却作用,然而人们发现,发动机只有当温度45 ℃(指风扇位置的温度)时,功率因数会下降,因此只有当温度高于40℃时才需要冷却,而处于40℃以下的冷却实在是损耗能源耗,故希望风扇只有在温度高于40℃后才运转,当然可以有多种途径达到这一目标,但采用形状记忆合金螺旋弹簧来解决这一问题,其效果更佳,因为它不需要外加能量,同时机械结构简单。

2. 淋浴防烫装置：美国在前几年就申请了形状记忆合金淋浴防烫装置的专利,利用形状记忆合金高温度形状回复所伴随的回复力,来控制出水阀的关闭避免淋浴时因水温过高而烫伤。

3. 各种温控阀：日本发明了温室温度控制窗,利用形状记忆合金螺旋弹簧来开启或关闭温室温控窗保证室内温度的恒定。