日本發(fā)明超輕形狀記憶合金 有望應(yīng)用于航天

形狀記憶合金以鎳鈦諾記憶合金為典型代表，在醫(yī)療、建筑、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

形狀記憶合金是由瑞典人奧蘭德在1932年首先發(fā)現(xiàn)的，在加熱升溫后能完全消除其在較低溫度下發(fā)生的形變，恢復(fù)形變前的原始狀態(tài)。

自1932年形狀記憶合金被發(fā)現(xiàn)之后，1963年美國海軍武器實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了鈦鎳合金，并在1970年將其應(yīng)用到了航天領(lǐng)域，用鈦鎳記憶合金制成宇宙飛船的天線。

除了鈦鎳記憶合金之外，銅基記憶合金，鐵基記憶合金以及金鎘形狀記憶合金也相繼被發(fā)現(xiàn)。然而，這些形狀記憶合金都比較重，不適合在輕量化設(shè)計(jì)應(yīng)用場合使用。

近日，日本東北大學(xué)一個(gè)研究小組日前發(fā)明一種超輕形狀記憶鎂鈧合金，密度為此前常見的鎳鈦諾記憶合金的70%，有望應(yīng)用于航天等領(lǐng)域。這種合金的另一個(gè)獨(dú)特性質(zhì)是在特定溫度下發(fā)生“超彈性”效應(yīng)，表現(xiàn)為能承載比一般金屬大幾倍甚至幾十倍的可恢復(fù)應(yīng)變。

東 北大學(xué)的研究小組發(fā)現(xiàn)，新的超輕鎂鈧合金除了具有以往最密堆積結(jié)鎂合金的六方晶構(gòu)造，還可形成體心立方結(jié)構(gòu)，在零下150攝氏度時(shí)展現(xiàn)出超彈性特征。此 外，還可通過改變鈧的含量來改變鎂鈧合金發(fā)生超彈性效應(yīng)的操作溫度。這種合金因此彈性極好且有形狀記憶特性，在高強(qiáng)度和高延展性方面具有很好的平衡性。

研究小組稱，迄今人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了鎳鈦系、鈦系等多種形狀記憶合金，但還沒有發(fā)現(xiàn)以鎂等輕量元素為主體的超輕形狀記憶合金。此發(fā)明有望適用于航天等對(duì)輕量性要求較高的領(lǐng)域。相關(guān)研究成果已發(fā)表在最新一期美國《科學(xué)》雜志上。