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记忆金属是什么?一种受热会立刻复原的金属,你能想象吗?
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2026-01-04【牙膏推荐】22人已围观
简介tant:记忆金属是什么?为什么丢进热水里能立即复原?把一根曲别针扭曲变形后扔进热水里,它竟然瞬间"被打回原形"。把一根弹簧使劲拉直后用喷火枪加热,金属丝立马缩回原来的螺旋状态。看到这些现象不禁发出疑问,难道说金属也拥有记忆力吗?其实刚刚看到的并不是普通的曲别针和弹簧,而是由镍钛合金...
tant:记忆金属是什么?为什么丢进热水里能立即复原?把一根曲别针扭曲变形后扔进热水里,它竟然瞬间"被打回原形"。把一根弹簧使劲拉直后用喷火枪加热,金属丝立马缩回原来的螺旋状态。看到这些现象不禁发出疑问,难道说金属也拥有记忆力吗?
其实刚刚看到的并不是普通的曲别针和弹簧,而是由镍钛合金制作而成的记忆金属,也叫形状记忆合金。1963年美国海军军械研究所的工作人员比勒意外发现,高温烧制后的镍钛合金丝在低温环境中可以任意拉伸,但是一旦对它再次加热,金属丝就会瞬间变回原来的形状。这种现象被称为形状记忆效应,一经发现便激起了镍钛合金的研究热潮。
究其根本,记忆金属为什么会有这个"特异功能"?这与它的晶体结构会随温度变化有关。镍钛合金在40°C以上和40°C以下的晶体结构是不同的,高温环境中的晶体结构具有较高的对称性,而温度低于40°C时单一取向的高温相会转变成具有不同取向的马氏体变体。
基于这一特性,人类也开始了各种奇思妙想。其中一项引擎设计非常有趣,它由两个不同大小的轮子和一圈镍钛合金丝组成。将下方的小轮子浸入75°C的热水中,然后用手轻轻转动一下上方的轮子,这时整个引擎设备便转动起来了。设计者巧妙利用了室温25°C与水温75°C的差别,使镍钛合金丝不断收缩和膨胀,从而为引擎源源不断地提供动力。
目前关于记忆合金引擎的多项设计已经获得专利,但是出于材料价格、商品制造及设备可行性等问题,此类引擎始终未超出原型阶段。而在现实生活中,镍钛合金的另一项重要性质"超弹性"的应用则更为广泛,即在外力作用下,形状记忆合金比一般金属的变形恢复能力更强。医学领域中的人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科矫正器等,建筑领域中的抗震结构以及生活中可以见到的形状记忆合金眼镜框架都利用了这一性能,它们可以承受比普通材料大得多的变形而不发生破坏。
因此大胆设想一下,未来的某天人类会不会驾驶着引擎和外壳都是由记忆金属制造而成的汽车?
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