智能材料培训课件.ppt

* （1）人造肌肉　　 生物弹性材料能模拟活体生物，而且其力量 和反应速度均接近于人体的肌肉。 生物弹性材料可以应用于人体组织的修复， 具有与生物体的相容性，随着伤口的愈合， 这种聚合物就会在体内逐渐降解，最后将会 消失。 （2）人造皮肤　　意大利比萨大学的科研人员为了使机器人与 真人更接近，让它的皮肤具有感觉功能，研 制成功一种人造皮肤智能材料。 材料可以感知温度、热流的变化以及各种应 力的大小，并且有良好的空间分辨力。 这种智能材料还可以分辨表面状况，例如， 粗糙度、摩擦力等。 （3）在药物自动投入系统上的应用　　 科学家正在研制一种能根据血液中的葡萄糖 浓度而扩张收缩的聚合物，这种聚合物可制 成人造胰细胞，将它注入糖尿病患者的血液 中，小球就可模拟胰细胞工作，使病人的血 糖浓度始终保持在平常的水平上。 60年代初的一天，美国海军军械实验室的研究人员领来了一批镍钛合金丝，也许是制造过程中处理不当，合金丝被弄弯了，他们只能一根一根地将合金丝校直。有人顺手把校直的合金丝堆放在炉子的旁边。这时意外的事情发生了，一些校直的的合金丝在炉温的烘烤下，不一会儿就恢复到原来弯曲的形状。于是不得不重新校直合金丝。起初，他们没有在意，还是把校直的合金丝堆放在炉旁，结果合金丝又弯曲了，这种现象重复出现了多次，直到人们把校直的合金丝换了一地方堆放，不再受到炉温的烘烤以后，合金丝才继续保持挺直的形状。 军械实验室的研究人员紧紧地抓住了上述的意外的事情，开展反复的实验研究，终于发现含50%镍和50%钛的合金在温度升高40℃以上时，能“记住”自己原来的形状。 科学家把这种现象叫做形状记忆效应，具有记忆功能的合金称为形状记忆合金。 阅读材料 有记忆的金属 形状记忆合金——新型金属的代表之一 实验录像 科学家早在60年代就发现了钛镍合金是有“记忆”的。这种“记忆金属”制成的卫星自展天线在升空前只有巴掌大小，到了太空加热后就会展开到四五米！ 3. 形状记忆合金 形状记忆效应(Shape Memory Effect):一旦取消外力或改变温度,使发生塑性变形后的合金又能恢复原来的形状。 形状记忆效应有三种形式:单向形状记忆效应、双向形状记忆效应和全方位形状记忆效应。 冷却 冷却 冷却 冷却 冷却 变形 变形 变形 加热 加热 加热 高温时形状 (a) (b) (c) 5、科普展览会上有一种神奇的金属花，记忆合金”花朵”，它的花瓣是用记忆合金制成的，具有记忆能力，灯光一照会绽开。 双程CuZnAl记忆合金花 采用CuZnAl记 忆合金片，以热水或 热风为热源，开放温 度为65℃~85℃，闭 合温度为室温。花蕾 直径80mm,展开直径 200mm。动作幅度为 1800。另外，可据用 户要求订做。 工业常用形状记忆合金作开关，用于火警探测系统等。 由于生物相容性好，Ti-Ni合金是目前医学领域使用的唯一的形状记忆合金。 形状记忆合金更多的潜在应用是埋置在 材料里组成智能复合材料。 记忆钉子 ? 菲力浦公司研制了一种由“记忆金属”制成的钉子,把它安在汽车外胎上，当气温降低、公路结冰时，钉子会“自动”从外胎里伸出来，防止车轮打滑。 “记忆金属”食道架能在喉部膨胀成新的食道。必要时只要向食道里加上冰块，“食道”又会遇冷收缩，从而可轻易取出，使失去进食功能的食道癌患者提高了生活质量。 记忆食道支架 用这种“记忆金属”造出汽车，万一被撞瘪，只要浇上一桶热水就可恢复到原来的形状。 汽车 人们盖上用记忆合金丝混合羊毛织成的毛毯后，如毛毯温度过热，它就会自动掀开一部分，适当降低温度，使人睡得更安稳。 记忆毛毯 记忆照明灯 ??? 法国巴黎用形状记忆合金制造的城市照明灯，有两瓣随着灯的亮灭而逐渐张开或合上的金属叶片。白天，路灯熄灭，叶片合上；傍晚，路灯亮起灯泡发热，叶片受热而逐渐张开，使灯泡显露出来。 形状记忆合金的特点 形状记忆合金材料是一种新型的功能材料，其特点是在一定的外力作用下可以改变其形态(形状和体积)，但当温度升高到某一定值时，它又可完全恢复原来的形态。 通过形状记忆合金模仿肌肉的收缩来实现人工肌肉的功能