專利名稱：隨溫度變化記憶合金及其制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種隨溫度變化記憶合金及其制作方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供制作該隨溫度變化記憶合金的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案這種隨溫度變化記憶合金，有多個或連續(xù)的、且隨溫度變化而變化的記憶狀態(tài)。
本發(fā)明的溫度變化記憶合金所用的材料為普通的記憶合金材料，而本發(fā)明的隨溫度變化記憶合金不同于普通的記憶合金，不是具有一或兩個記憶狀態(tài)，而是具有多個或連續(xù)的記憶狀態(tài)。
形狀記憶合金的記憶溫度決定于馬氏體的相變溫度，而同一種合金材料馬氏體的相變溫度決定于合金記憶處理中熱處理的方法。根據(jù)這一原理，本發(fā)明的隨溫度變化記憶合金采用下述三種方法制成。
第一種制備本發(fā)明的隨溫度變化記憶合金方法包括下述步驟(1)對記憶合金材料進行加熱處理，并使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的加熱溫度中，并進行保溫；
(2)經(jīng)所需的保溫時間后，冷卻即得隨溫度變化記憶合金。
第二種制備本發(fā)明的隨溫度變化記憶合金方法包括下述步驟(1)對記憶合金材料進行加熱保溫；(2)經(jīng)所需的保溫時間后，進行冷卻，在冷卻過程中，使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的冷卻速率中，冷卻后，即得隨溫度變化記憶合金。
第三種制備本發(fā)明的隨溫度變化記憶合金方法包括下述步驟(1)對記憶合金材料進行加熱處理，并使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的加熱溫度中，并進行保溫；(2)經(jīng)所需的保溫時間后，進行冷卻，在冷卻過程中，使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的冷卻速率中，冷卻后，即得隨溫度變化記憶合金。
在上述第二或三種制備本發(fā)明的隨溫度變化記憶合金的方法中，在使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的冷卻速率過程中，是采用使該記憶合金材料的多處或各點處于不同溫度條件下的方式進行冷卻。
在上述第二或三種制備本發(fā)明的隨溫度變化記憶合金的方法中，在使該記憶合金材料上的多處處于不同的冷卻速率過程中，是采用使該記憶合金材料的多處處于不同介質(zhì)條件下的方式進行冷卻。
即采用不同的冷卻速率進行冷卻的方式有兩種可以采用記憶合金材料上的多處或各點處于不同溫度條件下、或記憶合金材料的多處處于不同介質(zhì)條件下，進行冷卻。
對加工成型的記憶合金材料制成棒4，先對該棒4在保溫爐中在550℃條件下進行加熱保溫，保溫30分鐘后，再將棒4的三部分，分別放置于三個不同的溫度中，如

圖1-1所示，其中保溫爐1的溫度為550℃，加熱區(qū)2的溫度為400℃，容器3中的冰水混合物的溫度為0℃。顯然整個棒4從a-b，由b-c，由c-d的溫度為三段不同的溫度，各溫度間梯形變化，如圖1-2所示，然后保溫爐1從550℃，加熱區(qū)2從400℃分別逐漸降溫，最后使棒4的整體處于一個常溫狀態(tài)下。即得本發(fā)明的產(chǎn)品，由于棒4上各段冷卻速率的不同、也就造成棒4上各段形成各不相同的馬氏體相變溫度，在馬氏體逆相變過程中有3個馬氏體相變溫度點。在一定的低溫，將這根棒4彎曲，當溫度升高，隨溫度變化，棒4上各段逐一完全回復到變形前母相形狀。宏觀上說，整個棒4在溫度升高時，將隨著溫度變化，各段逐一回復到記憶形狀狀態(tài)。另外，本實施例中三段溫度也可由為連續(xù)變化溫度所替代，其效果是棒上各段隨溫度上升連續(xù)地恢復原狀。
實施例2對加工成型的記憶合金材料制成彈簧5，先對該彈簧5在保溫爐中在550℃條件下進行加熱保溫，保溫30分鐘后，再將彈簧5的三部分，分別放置于三種不同介質(zhì)中進行冷卻，如圖2所示，即，彈簧5的上部處于空氣6中，彈簧5的中部處于機油7中，彈簧5的下部處于水8中，由于三種介質(zhì)相對于彈簧5有足夠大，這樣可以保證兩相臨介質(zhì)不會由于溫度升高，而造成混合。顯然整個彈簧5從a2-b2，由b2-c2，由c2-d2，處于三段不同介質(zhì)中，使得彈簧5的各段的冷卻速率不同，最后使彈簧5的整體處于一個常溫狀態(tài)下，即得本發(fā)明的產(chǎn)品，由于冷卻介質(zhì)的不同，各段冷卻速度不同，從而導致相變溫度不同，因而在馬氏體逆相變過程中有3個馬氏體相變溫度點。在一定的低溫，將這根彈簧5任意拉伸，當溫度升高，到達相應的相變溫度時，隨溫度變化，彈簧5各段逐一完全回復到變形前形狀與長度，另外本實施例應用中，若介質(zhì)為多層變化，其可形成連續(xù)變化的馬氏體相變溫度，效果為當溫度上升彈簧可連續(xù)地恢復原長。
實施例3對加工成型的記憶合金材料制成開口圓環(huán)9，將其1/3開口圓環(huán)9放置溫度為450℃的真空環(huán)境中，1/3開口圓環(huán)9放置在溫度為500℃的真空環(huán)境中，1/3開口圓環(huán)9放置在溫度550℃的真空環(huán)境中，如圖3-1所示，顯然整個開口圓環(huán)9由a3-b3，由b3-c3，由c3-d3溫度必然為三組不同的溫度，而各溫度間梯形變化，如圖3-2所示。保溫30分鐘后，根據(jù)用途的需要，或進行急劇冷卻，或進行自然冷卻，冷卻到室溫，即得本發(fā)明的產(chǎn)品。
由于熱處理溫度的差異，也就造成開口圓環(huán)9上各段形成各不相同的馬氏體相變溫度，在馬氏體逆相變過程中有3個馬氏體相變溫度點。在室溫下將開口圓環(huán)9用改變其絲徑的方法將開口圓環(huán)9變形，當溫度升高時，開口圓環(huán)9上三段將陸續(xù)恢復原狀。另外，本實施例中三段溫度也可由從450℃至550℃的連續(xù)溫度變化所替代，其效果是開口圓環(huán)9隨溫度上升連續(xù)地恢復原狀。
隨溫度變化記憶合金將廣泛地適用于絲材、管材、棒材、片材等各種形式材料，其對形狀的記憶效應不局限于僅對一個溫度點或兩個溫度點的記憶，而是實現(xiàn)了同一記憶合金材料上各點形狀溫度記憶的差異，使整個材料對變化的溫度具有連續(xù)可變的形狀記憶效應。這也是隨溫度變化記憶合金與其他類型記憶合金相比最顯著的特點。這種記憶合金在不同的溫度狀態(tài)下，可利用材料上各點回復形狀記憶狀態(tài)的不一致性來實現(xiàn)不同的形狀，完成不同場合的功用。
隨溫度變化記憶合金具有優(yōu)良的理化性能與優(yōu)異的生物相容性，其拉伸強度、疲勞強度、剪切強度、沖擊韌性均明顯優(yōu)于普通不銹鋼，其生物相容性也遠好于不銹鋼及鈷鉻合金，因而，此記憶合金將廣泛地應用于水閥恒溫，混水器控溫，溫室大棚控溫，太陽能熱水器、暖氣控溫，散熱系統(tǒng)控溫、溫度指示器，以及其它低成本自動控溫控制系統(tǒng)中，該隨溫度變化記憶合金即可以作為溫度傳感器，同時又是溫度控制器，可以極大地簡化溫度控制系統(tǒng)。工程過程穩(wěn)定可靠，不需使用電能。也將廣泛地應用于玩具、醫(yī)療器械以及航空航天、電器元件等各個領域。如果上述記憶合金材料成型時，將材料各部分根據(jù)不同的要求，進行不同的成型加工，可使形狀記憶合金具有更廣泛的應用范圍。
權(quán)利要求
1.一種隨溫度變化記憶合金，其特征在于該記憶合金有多個或連續(xù)的、且隨溫度變化而變化的記憶狀態(tài)。
2.一種制作權(quán)利要求1所述的隨溫度變化記憶合金的方法，其特征在于該方法包括下述步驟(1)對記憶合金材料進行加熱處理，并使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的加熱溫度中，并進行保溫；(2)經(jīng)所需的保溫時間后，冷卻即得隨溫度變化記憶合金。
3.一種制作權(quán)利要求1所述的隨溫度變化記憶合金的方法，其特征在于該方法包括下述步驟(1)對記憶合金材料進行加熱保溫；(2)經(jīng)所需的保溫時間后，進行冷卻，在冷卻過程中，使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的冷卻速率中，冷卻后，即得隨溫度變化記憶合金。
4.一種制作權(quán)利要求1所述的隨溫度變化記憶合金的方法，其特征在于該方法包括下述步驟(1)對記憶合金材料進行加熱處理，并使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的加熱溫度中，并進行保溫；(2)經(jīng)所需的保溫時間后，進行冷卻，在冷卻過程中，使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的冷卻速率中，冷卻后，即得隨溫度變化記憶合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制作隨溫度變化記憶合金的方法，其特征在于在使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的冷卻速率過程中，是采用使該記憶合金材料的多處或各點處于不同溫度條件下的方式進行冷卻。
6根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制作隨溫度變化記憶合金的方法，其特征在于在使該記憶合金材料上的多處處于不同的冷卻速率過程中，是采用使該記憶合金材料的多處處于不同介質(zhì)條件下的方式進行冷卻。
全文摘要
一種隨溫度變化記憶合金及其制作方法。該記憶合金有多個或連續(xù)的、且隨溫度變化而變化的記憶狀態(tài)。有三種制作方法，一種是，對記憶合金材料進行加熱處理，并使記憶合金材料上的多處或各點處于不同的加熱溫度中，并進行保溫；然后冷卻。另一種是，對記憶合金材料進行加熱保溫，經(jīng)所需的保溫時間后，進行冷卻，在冷卻過程中，使該記憶合金材料上的多處或各點處于不同的冷卻速率中，冷卻后，即得隨溫度變化記憶合金。再一種方法是上述兩種方法的結(jié)合。該產(chǎn)品拓廣記憶合金的應用范圍，尤其適用于各溫度控制場合。
文檔編號C22F1/00GK1420183SQ0113994
公開日2003年5月28日 申請日期2001年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月20日
發(fā)明者張力英 申請人:北京天成偉業(yè)科技有限責任公司