專利名稱：勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及記憶合金溫控開關(guān)及其制備方法。
背景技術(shù)：
鈦鎳形狀記憶合金具有單位體積輸出功高，輸出力和位移大，且可呈現(xiàn)超彈性行 為，用鈦鎳形狀記憶合金制成的溫控開關(guān)在航空航天、機械、能源、電子以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 中有著廣泛應(yīng)用。利用這種溫控開關(guān)可有效簡化結(jié)構(gòu)、提高使用性能和安全可靠性。目 前，傳統(tǒng)的鈦鎳合金溫控開關(guān)由于鈦鎳合金的相變溫度的制約，溫控開關(guān)的溫控范圍僅為 30°C 40°C，溫控范圍窄；另外一種采用偏置機構(gòu)的溫控開關(guān)，開關(guān)由一片記憶合金片與 一片偏置彈簧片復(fù)合而成，當溫度為設(shè)計下限溫度T1時，開關(guān)為閉合狀態(tài)，當溫度升高達到 設(shè)計T2時，由于記憶合金片發(fā)生變形，使開關(guān)變成斷開狀態(tài)，當溫度下降至設(shè)計下限溫度 時，開關(guān)閉合，如此往復(fù)。因為采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜偏置彈簧機構(gòu)實現(xiàn)，因此結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的鈦鎳合金溫控開關(guān)溫控范圍窄及利用偏置機構(gòu)的溫控 開關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，而提供勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)及其制備方法。本發(fā)明的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)由彎成75° 120°角的V形第一鈦鎳 記憶合金絲、彎成75° 120°角的V形第二鈦鎳記憶合金絲和基板構(gòu)成，其中第一鈦鎳記 憶合金絲的一邊為第一自由邊，另一邊為第一固定邊，在第一固定邊上遠離第一自由邊的 一端設(shè)置第一固定點，第一固定邊通過第一固定點固定在基板上，第二鈦鎳記憶合金絲的 一邊為第二自由邊，另一邊為第二固定邊，在第二固定邊上遠離第二自由邊的一端設(shè)置第 二固定點，第二固定邊通過第二固定點固定在基板上，并且第一自由邊和第二自由邊搭在 一起，第二固定邊位于以接觸處為對稱中心、與第一固定邊呈中心對稱的位置上。本發(fā)明的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法按以下步驟進行一、截取 馬氏體相變起始溫度為設(shè)計下限溫度的鈦鎳記憶合金絲，將鈦鎳記憶合金絲彎成內(nèi)角為 75° 120°的V形，并在800°C 950°C的條件下保持Ih 濁，然后用水冷卻至常溫，得到 定形的鈦鎳記憶合金絲；二、先將步驟一得到的定形的鈦鎳記憶合金絲保持內(nèi)角為75° 120°的狀態(tài)，在溫度為-20°C _40°C的液體中冷凍k 20s，然后再將定形的鈦鎳記憶 合金絲放在溫度為90°C 100°C的液體中加熱k 20s ；反復(fù)冷凍與加熱過程20 50 次，得到V形第一鈦鎳記憶合金絲，確定其一邊為第一固定邊，另一邊為第一自由邊；三、截 取馬氏體逆相變起始溫度為設(shè)計上限溫度的鈦鎳記憶合金絲，將鈦鎳記憶合金絲彎成內(nèi)角 為75° 120°的勾狀并在400°C 500°C的條件下保持Ih 池，得到定形的鈦鎳記憶合 金絲；四、先將步驟三得到的定形的鈦鎳記憶合金絲保持內(nèi)角為75° 120°的狀態(tài)，在溫 度為-20°C _40°C的液體中冷凍k 20s，然后再將定形的鈦鎳記憶合金絲放在溫度為 90°C 100°C的液體中加熱k 20s ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程20 50次，得到V形第 二鈦鎳記憶合金絲，確定其一邊為第二固定邊，另一邊為第二自由邊；五、將步驟二得到的V形第一鈦鎳記憶合金絲的第一固定邊固定在基板上，將步驟四得到的V形第二鈦鎳記憶 合金絲的第二固定邊固定在基板上，使第一自由邊和第二自由邊搭在一起，第二固定邊位 于以接觸處為對稱中心，與第一固定邊呈中心對稱的位置上，得到開關(guān)雛形；六、將步驟五 得到的開關(guān)雛形先放在溫度為-50°C -20°C的液體中冷凍k 20s，然后再放在溫度為 90°C 110°C的液體中加熱k 20s ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程20 50次，得到勾狀寬溫 區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)。本發(fā)明的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的動作原理如圖1所示，記憶合金絲1 的相變溫度Ms靠近設(shè)計下限工作溫度T1,而記憶合金絲2的相變溫度As靠近設(shè)計上限工 作溫度T3。在設(shè)計下限工作溫度T1，記憶合金絲1和2產(chǎn)生向中間的形狀變化，發(fā)生接觸， 微開關(guān)導(dǎo)通；升溫至室溫T2附近，記憶合金絲1的產(chǎn)生一定的形狀恢復(fù)，但此時記憶合金絲 2仍然向中間靠攏，保持接觸，微開關(guān)繼續(xù)導(dǎo)通；直至升溫至設(shè)計上限工作溫度T3,此時記憶 合金絲1和2均產(chǎn)生向外的形狀恢復(fù)，記憶合金絲不發(fā)生接觸，微開關(guān)斷開；重新降低溫度 至室溫T2附近，記憶合金絲2向中間產(chǎn)生較大形狀恢復(fù)，而記憶合金絲1形狀變化較小，則 此時微開關(guān)保持斷開狀態(tài)；繼續(xù)降低溫度至設(shè)計下限工作溫度T1,記憶合金絲1和2均產(chǎn)生 向中間的形狀變化，微開關(guān)導(dǎo)通。本發(fā)明利用形狀記憶合金超細絲材，通過熱處理工藝調(diào)節(jié)其相變溫度，制備了記 憶合金溫控微開關(guān)，實現(xiàn)雙向開關(guān)動作，控制的溫度范圍達70°C 100°C，且其熱穩(wěn)定性良 好。本發(fā)明的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，而且由于是兩只勾狀的觸片，其在 導(dǎo)通時各自產(chǎn)生的變形大，接觸緊密，接觸電阻小，勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的電阻 僅為1 1. 8歐姆，可用于線路板上。


圖1是勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的動作原理圖，其中《■_■■為記憶合金絲 1， 為記憶合金絲2，T1為設(shè)計下限工作溫度，T2為室溫，T3設(shè)計上限工作溫度；圖2是具體實施方式
一的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)示意圖，其中1為第一 鈦鎳記憶合金絲，1-1為第一鈦鎳記憶合金絲的第一自由邊，1-2為第一鈦鎳記憶合金絲的 第一固定邊，1-3為第一鈦鎳記憶合金絲的第一固定點，2為第二鈦鎳記憶合金絲，2-1為第 二鈦鎳記憶合金絲的第二自由邊，2-2為第二鈦鎳記憶合金絲的第二固定邊，2-3為第二鈦 鎳記憶合金絲的第二固定點，3為基板；
圖3是具體實施方式
二十九的步驟五中V形第一鈦鎳記憶合金絲1與V形第二鈦鎳記憶合 金絲2的相互的位置關(guān)系圖4是具體實施方式
二十九制備的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一(參見附圖1)本實施方式的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)由 彎成75° 120°角的V形第一鈦鎳記憶合金絲1、彎成75° 120°角的V形第二鈦鎳 記憶合金絲2和基板3構(gòu)成，其中第一鈦鎳記憶合金絲1由第一自由邊1-1和第一固定邊 1-2組成，在第一固定邊1-2上遠離第一自由邊1-1的一端設(shè)置第一固定點1-3，第一固定 邊1-2通過第一固定點1-3固定在基板3上，第二鈦鎳記憶合金絲2由第二自由邊2-1和第二固定邊2-2組成，在第二固定邊2-2上遠離第二自由邊2-1的一端設(shè)置第二固定點2-3， 第二固定邊2-2通過第二固定點2-3固定在基板3上，并且第一自由邊1-1和第二自由邊 2-1搭在一起，第二固定邊2-2位于以接觸處為對稱中心、與第一固定邊1-2呈中心對稱的 位置上。本實施方式的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)利用形狀記憶合金超細絲材，通過 熱處理工藝調(diào)節(jié)其相變溫度，制備了記憶合金溫控微開關(guān)，實現(xiàn)雙向開關(guān)動作，控制的溫度 范圍達70°C以上，且其熱穩(wěn)定性良好。本實施方式的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)結(jié)構(gòu) 簡單，而且由于是兩只勾狀的觸片，其在導(dǎo)通時各自產(chǎn)生的變形大，接觸緊密，接觸電阻小， 勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的電阻僅為1 1. 8歐姆，可用于線路板上。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是第一鈦鎳記憶合金絲1 的角為80° 110°，第二鈦鎳記憶合金絲2的角為80° 110°。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是第一鈦鎳記憶合金絲1 的角為90°，第二鈦鎳記憶合金絲2的角為90°。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是第一鈦鎳記憶合金絲1 的角為95°，第二鈦鎳記憶合金絲2的角為100°。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是第一鈦鎳記 憶合金絲的直徑< 0. 1mm，第二鈦鎳記憶合金絲的直徑< 0. Imm0其它與具體實施方式
一至 四之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是第一鈦鎳記 憶合金絲1的直徑為0. Olmm 0. 09mm,第二鈦鎳記憶合金絲2的直徑為0. Olmm 0. 09mm。
其它與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是第一鈦鎳記 憶合金絲1的直徑為0. 07mm，第二鈦鎳記憶合金絲2的直徑為0. 07mm。其它與具體實施方 式一至四之一相同。
具體實施方式
八本實施方式的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法按以 下步驟進行一、截取馬氏體相變起始溫度為設(shè)計下限溫度的鈦鎳記憶合金絲，將鈦鎳記憶 合金絲彎成內(nèi)角為75° 120°的V形，并在800°C 950°C的條件下保持Ih 2h，然后 用水冷卻至常溫，得到定形的鈦鎳記憶合金絲；二、先將步驟一得到的定形的鈦鎳記憶合金 絲保持內(nèi)角為75° 120°的狀態(tài)，在溫度為-20°C _40°C的液體中冷凍k 20s，然后 再將定形的鈦鎳記憶合金絲放在溫度為90°C 100°C的液體中加熱k 20s ；反復(fù)冷凍與 加熱過程20 50次，得到V形第一鈦鎳記憶合金絲1，確定其一邊為第一自由邊1-1，另一 邊為第一固定邊1-2 ；三、截取馬氏體逆相變起始溫度為設(shè)計上限溫度的鈦鎳記憶合金絲， 將鈦鎳記憶合金絲彎成內(nèi)角為75° 120°的勾狀并在400°C 500°C的條件下保持Ih 2h，得到定形的鈦鎳記憶合金絲；四、先將步驟三得到的定形的鈦鎳記憶合金絲保持內(nèi)角為 75° 120°的狀態(tài)，在溫度為-20°C _40°C的液體中冷凍k 20s，然后再將定形的鈦 鎳記憶合金絲放在溫度為90°C 100°C的液體中加熱k 20s ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程 20 50次，得到V形第二鈦鎳記憶合金絲2，確定其一邊為第二自由邊2-1，另一邊為第二 固定邊2-2 ；五、將步驟二得到的V形第一鈦鎳記憶合金絲1的第一固定邊1-2固定在基板3上，將步驟四得到的V形第二鈦鎳記憶合金絲2的第二固定邊2-2固定在基板3上，使第 一自由邊1-1和第二自由邊2-1搭在一起，第二固定邊2-2位于以接觸處為對稱中心，與第 一固定1-2呈中心對稱的位置上，得到開關(guān)雛形；六、將步驟五得到的開關(guān)雛形先放在溫度 為-50°C -20°C的液體中冷凍k 20s，然后再放在溫度為90°C 110°C的液體中加熱 5s 20s ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程20 50次，得到勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)。本實施方式的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)利用形狀記憶合金超細絲材，通過 熱處理工藝調(diào)節(jié)其相變溫度，制備了記憶合金溫控微開關(guān)，實現(xiàn)雙向開關(guān)動作，控制的溫度 范圍達70°C 100°C，且其熱穩(wěn)定性良好。本實施方式的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān) 結(jié)構(gòu)簡單，而且由于是兩只勾狀的觸片，其在導(dǎo)通時各自產(chǎn)生的變形大，接觸緊密，接觸電 阻小，勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的電阻僅為1 1. 8歐姆，可用于線路板上。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
八不同的是步驟一中鈦鎳記憶合 金絲的直徑< 0.1mm。其它與具體實施方式
八相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
八不同的是步驟一中鈦鎳記憶合 金絲的直徑為0. Olmm 0. 09mm。其它與具體實施方式
八相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
八不同的是步驟一中鈦鎳記憶 合金絲的直徑為0.05mm。其它與具體實施方式
八相同。
具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
八至十一之一不同的是步驟三 中鈦鎳記憶合金絲的直徑< 0. 1mm。其它與具體實施方式
八至十一之一相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
八至十一之一不同的是步驟一 中鈦鎳記憶合金絲的直徑為0. Olmm 0. 09mm。其它與具體實施方式
八至i^一之一相同。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
八至十一之一不同的是步驟一 中鈦鎳記憶合金絲的直徑為0. 05mm。其它與具體實施方式
八至十一之一相同。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
八至十四之一不同的是步驟五中 所述的固定的方法為焊接或膠接。其它與具體實施方式
八至十四之一相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
八至十五之一不同的是步驟一中 鈦鎳記憶合金絲彎成內(nèi)角為80° 110°的V形。其它與具體實施方式
八至十五之一相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
八至十五之一不同的是步驟一中 鈦鎳記憶合金絲彎成內(nèi)角為90°的V形。其它與具體實施方式
八至十五之一相同。
具體實施方式
十八本實施方式與具體實施方式
八至十七之一不同的是步驟一中 鈦鎳記憶合金絲在溫度為850°C 900°C的條件下保持1. 2h 1. Sh0其它與具體實施方式
八至十七之一相同。
具體實施方式
十九本實施方式與具體實施方式
八至十七之一不同的是步驟一中 鈦鎳記憶合金絲在溫度為870°C的條件下保持1.證。其它與具體實施方式
八至十七之一相 同。
具體實施方式
二十本實施方式與具體實施方式
八至十九之一不同的是步驟二中 定形的鈦鎳記憶合金絲在溫度為_25°C _35°C的液體中冷凍8s 18s，然后再在溫度為 92°C 98°C的液體中加熱8s 18s ；反復(fù)冷凍與加熱過程25 45次。其它與具體實施方 式八至十九之一相同。
具體實施方式
二十一本實施方式與具體實施方式
八至十九之一不同的是步驟二中定形的鈦鎳記憶合金絲在溫度為-30°C的液體中冷凍15s，然后再在溫度為95°C的液體 中加熱12s ；反復(fù)冷凍與加熱過程30次。其它與具體實施方式
八至十九之一相同。
具體實施方式
二十二 本實施方式與具體實施方式
八至二十一之一不同的是步驟 三中將鈦鎳記憶合金絲彎成內(nèi)角為80° 110°的勾狀并在420°C 480°C的條件下保持 1. 2h 1.他。其它與具體實施方式
八至二十一之一相同。
具體實施方式
二十三本實施方式與具體實施方式
八至二十一之一不同的是步驟 三中將鈦鎳記憶合金絲彎成內(nèi)角為90°的勾狀并在450°C的條件下保持1. 5h。其它與具體 實施方式八至二十一之一相同。
具體實施方式
二十四本實施方式與具體實施方式
八至十九之一不同的是步驟四 中鈦鎳記憶合金絲保持內(nèi)角為80° 110°的狀態(tài)，在溫度為_25°C _35°C的液體中冷凍 8s 18s，然后再放在溫度為92°C 98°C的液體中加熱8s 18s，反復(fù)進行冷凍與加熱過 程25 45次。其它與具體實施方式
八至十九之一相同。
具體實施方式
二十五本實施方式與具體實施方式
八至十九之一不同的是步驟四 中鈦鎳記憶合金絲保持內(nèi)角為90°的狀態(tài)，在溫度為-30°C的液體中冷凍15s，然后再放在 溫度為95°C的液體中加熱12s，反復(fù)進行冷凍與加熱過程30次。其它與具體實施方式
八至 十九之一相同。
具體實施方式
二十六本實施方式與具體實施方式
八至二十一之一不同的是步驟 六中將開關(guān)雛形先放在溫度為_45°C _25°C的液體中冷凍8s 17s，然后再放在溫度為 92°C 108°C的液體中加熱8s 18s ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程25 45次。其它與具體 實施方式八至二十一之一相同。
具體實施方式
二十七本實施方式與具體實施方式
八至二十一之一不同的是步驟 六中將開關(guān)雛形先放在溫度為_35°C的液體中冷凍12s，然后再放在溫度為100°C的液體中 加熱12s ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程35次。其它與具體實施方式
八至二十一之一相同。
具體實施方式
二十八本實施方式的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法 按以下步驟進行一、截取直徑為0. Imm的Ti49.8Ni5Q.2合金絲，將合金絲彎成內(nèi)角為80°的 勾狀，并在900°C的條件下保持lh，然后用水冷卻至常溫，得到定形的合金絲；二、先將步驟 一得到的定形的合金絲保持內(nèi)角為80°的狀態(tài)，在溫度為-20°C的液體中冷凍5s，然后再 將定形的合金絲放在溫度為90°C的熱水中加熱^ ；反復(fù)冷凍與加熱過程30次，得到V形第 一鈦鎳記憶合金絲1，確定其一邊為第一自由邊1-1，另一邊為第一固定邊1-2 ；三、截取直 徑為0. Imm的1149.6附5(1.4合金絲，將合金絲彎成內(nèi)角為80°的勾狀，并在450°C的條件下保 持lh，得到定形的鈦鎳記憶合金絲；四、先將步驟三得到的定形的鈦鎳記憶合金絲保持內(nèi) 角為80°的狀態(tài)，在溫度為-30°C的液體中冷凍5s，然后再將定形的鈦鎳記憶合金絲放在 溫度為90°C的熱水中加熱^ ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程30次，得到V形第二鈦鎳記憶合金 絲2，確定其一邊為第二自由邊2-1，另一邊為第二固定邊2-2 ；五、將步驟二得到的V形第 一鈦鎳記憶合金絲1的第一固定邊1-2固定在基板3上，將步驟四得到的V形第二鈦鎳記 憶合金絲2的第二固定邊2-2固定在基板3上，使第一自由邊1-1和第二自由邊2-1搭在 一起，第二固定邊2-2位于以接觸處為對稱中心，與第一固定邊1-2呈中心對稱的位置上， 得到開關(guān)雛形；六、將步驟五得到的開關(guān)雛形先放在在溫度為_30°C的液體中冷凍15s，然 后再放在溫度為100°C的液體中加熱15s ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程30次，將第一鈦鎳記憶合金絲1的自由邊1-1和第二鈦鎳記憶合金絲2的自由邊2-1搭接，得到勾狀寬溫區(qū)記憶 合金溫控微開關(guān)。步驟五中所述的固定的方法為膠接，膠接按步驟按以下步驟進行將GBZ-901型 導(dǎo)電膠滴加在固定點上，然后放在溫度為120°C的烘箱中保持20min，即完成固化。本實施方式利用形狀記憶合金超細絲材，通過熱處理工藝調(diào)節(jié)其相變溫度，制備 了記憶合金溫控微開關(guān)，實現(xiàn)雙向開關(guān)動作，控制的溫度范圍為70°C。微開關(guān)的初始狀態(tài)為 連通，當溫度升高時，微開關(guān)保持這種聯(lián)通狀態(tài)，當溫度升高到60°C時，微開關(guān)斷開；當溫 度下降，微開關(guān)保持斷開狀態(tài)，溫度繼續(xù)下降到-10°C時，微開關(guān)恢復(fù)連通狀態(tài)。重復(fù)上述循 環(huán)，微開關(guān)可在-10 60°C實現(xiàn)往復(fù)動作。具有較高的靈活性和穩(wěn)定性。本實施方式的勾 狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，而且由于是兩只勾狀的觸片，其在導(dǎo)通時各自產(chǎn) 生的變形大，接觸緊密，接觸電阻小，其僅為1. 2 1. 5歐姆。
具體實施方式
二十九(參見附圖3和附圖4)本實施方式的勾狀寬溫區(qū)記憶合金 溫控微開關(guān)的制備方法按以下步驟進行一、截取直徑為0. Imm的Ti49.8Ni5a2合金絲，將合 金絲彎成內(nèi)角為90°的勾狀，并在850°C的條件下保持1. 5h，然后用水冷卻至常溫，得到定 形的合金絲；二、先將步驟一得到的定形的合金絲保持內(nèi)角為90°的狀態(tài)，在溫度為-30°C 的液體中冷凍15s，然后再將定形的合金絲放在溫度為90°C的熱水中加熱15s ；反復(fù)冷凍與 加熱過程30次，得到V形第一鈦鎳記憶合金絲1，確定其一邊為第一自由邊1-1，另一邊為 第一固定邊1-2 ；三、截取直徑為0. Imm的Ti49.6Ni5(1.4合金絲，將合金絲彎成內(nèi)角為90°的 勾狀，并在500°C的條件下保持1. 5h，得到定形的鈦鎳記憶合金絲；四、先將步驟三得到的 定形的鈦鎳記憶合金絲保持內(nèi)角為90°的狀態(tài)，在溫度為-20°C的液體中冷凍10s，然后再 將定形的鈦鎳記憶合金絲放在溫度為100°C的熱水中加熱IOs ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程 40次，得到V形第二鈦鎳記憶合金絲2，確定其一邊為第二自由邊2-1，另一邊為第二固定 邊2-2 ；五、將步驟二得到的V形第一鈦鎳記憶合金絲1的第一固定邊1-2固定在基板3上， 將步驟四得到的V形第二鈦鎳記憶合金絲2的第二固定邊2-2固定在基板3上，使第一自 由邊1-1和第二自由邊2-1互相平行且兩個平行邊相距0. Imm,第二自由邊2_1位于V形 第一鈦鎳記憶合金絲1的外側(cè)，得到開關(guān)雛形；六、將步驟五得到的開關(guān)雛形先放在在溫度 為-30°C的液體中冷凍15s，然后再放在溫度為100°C的液體中加熱15s ；反復(fù)進行冷凍與 加熱過程30次，將第一鈦鎳記憶合金絲1的自由邊1-1和第二鈦鎳記憶合金絲2的自由邊 2-1搭接，得到勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)。本實施方式的步驟五中V形第一鈦鎳記憶合金絲1與V形第二鈦鎳記憶合金絲2 的相互的位置關(guān)系如圖3所示，步驟五中所述的固定的方法為膠接，膠接按步驟按以下步 驟進行將GBZ-901型導(dǎo)電膠滴加在固定點上，然后放在溫度為120°C的烘箱中保持20min， 即完成固化。本實施方式經(jīng)步驟六后得到的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的示意圖如圖4 所示。該勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)利用形狀記憶合金超細絲材，通過熱處理工藝調(diào) 節(jié)其相變溫度，制備了記憶合金溫控微開關(guān)，實現(xiàn)雙向開關(guān)動作，控制的溫度范圍為70°C。 微開關(guān)的初始狀態(tài)為連通，當溫度升高時，微開關(guān)保持這種聯(lián)通狀態(tài)，當溫度升高到60°C 時，微開關(guān)斷開；當溫度下降，微開關(guān)保持斷開狀態(tài)，溫度繼續(xù)下降到-io°c時，微開關(guān)恢復(fù) 連通狀態(tài)。重復(fù)上述循環(huán)，微開關(guān)可在-10 60°C實現(xiàn)往復(fù)動作。具有較高的靈活性和穩(wěn)定性。本實施方式的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，而且由于是兩只勾狀的觸 片，其在導(dǎo)通時各自產(chǎn)生的變形大，接觸緊密，接觸電阻小，其僅為1.4歐姆。
權(quán)利要求
1.勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)，其特征在于勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)由彎 成75° 120°角的V形第一鈦鎳記憶合金絲(1)、彎成75° 120°角的V形第二鈦鎳記 憶合金絲( 和基板C3)構(gòu)成，其中第一鈦鎳記憶合金絲(1)由第一自由邊(1-1)和第一 固定邊(1-2)組成，在第一固定邊(1-2)上遠離第一自由邊(1-1)的一端設(shè)置第一固定點 (1-3)，第一固定邊(1- 通過第一固定點(1- 固定在基板C3)上，第二鈦鎳記憶合金絲(2)由第二自由邊(2-1)和第二固定邊(2- 組成，在第二固定邊(2- 上遠離第二自由邊 (2-1)的一端設(shè)置第二固定點0-3)，第二固定邊(2- 通過第二固定點(2- 固定在基板(3)上，并且第一自由邊(1-1)和第二自由邊(2-1)搭在一起，第二固定邊(2-2)位于以接 觸處為對稱中心、與第一固定邊(1- 呈中心對稱的位置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)，其特征在于第一TiNi合金 絲(1)的角為80° 110°，第二 TiNi合金絲O)的角為80° 110°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)，其特征在于第一TiNi 合金絲(1)的直徑彡0. 1mm，第二 TiNi合金絲⑵的直徑彡0. 1mm。
4.如權(quán)利要求1所述的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法，其特征在于勾 狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法按以下步驟進行一、截取馬氏體相變起始溫度 為設(shè)計下限溫度的鈦鎳記憶合金絲，將鈦鎳記憶合金絲彎成內(nèi)角為75° 120°的V形， 并在800°C 950°C的條件下保持Ih 2h，然后用水冷卻至常溫，得到定形的鈦鎳記憶合 金絲；二、先將步驟一得到的定形的鈦鎳記憶合金絲保持內(nèi)角為75° 120°的狀態(tài)，在 溫度為-20°C _40°C的液體中冷凍k 20s，然后再將定形的鈦鎳記憶合金絲放在溫度 為90°C 100°C的液體中加熱k 20s ；反復(fù)冷凍與加熱過程20 50次，得到V形第一 鈦鎳記憶合金絲(1)，確定其一邊為第一自由邊(1-1)，另一邊為第一固定邊(1-2)；三、截 取馬氏體逆相變起始溫度為設(shè)計上限溫度的鈦鎳記憶合金絲，將鈦鎳記憶合金絲彎成內(nèi)角 為75° 120°的勾狀并在400°C 500°C的條件下保持Ih 池，得到定形的鈦鎳記憶合 金絲；四、先將步驟三得到的定形的鈦鎳記憶合金絲保持內(nèi)角為75° 120°的狀態(tài)，在溫 度為-20°C _40°C的液體中冷凍k 20s，然后再將定形的鈦鎳記憶合金絲放在溫度為 90°C 100°C的液體中加熱k 20s ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程20 50次，得到V形第二 鈦鎳記憶合金絲O)，確定其一邊為第二自由邊0-1)，另一邊為第二固定邊0-2)；五、將 步驟二得到的V形第一鈦鎳記憶合金絲(1)的第一固定邊(1-2)固定在基板C3)上，將步 驟四得到的V形第二鈦鎳記憶合金絲O)的第二固定邊0-2)固定在基板C3)上，使第一 自由邊(1-1)和第二自由邊(2-1)搭在一起，第二固定邊(2- 位于以接觸處為對稱中心， 與第一固定(1- 呈中心對稱的位置上，得到開關(guān)雛形；六、將步驟五得到的開關(guān)雛形先放 在溫度為_50°C _20°C的液體中冷凍k 20s，然后再放在溫度為90°C 110°C的液體中 加熱k 20s ；反復(fù)進行冷凍與加熱過程20 50次，得到勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開 關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法，其特征在于步 驟一中TiNi合金絲的直徑< 0. 1mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法，其特征在 于步驟三中TiNi合金絲的直徑彡0. 1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法，其特征在于步驟五中所述的固定的方法為焊接或膠接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法，其特征在 于步驟一中TiNi合金絲在溫度為850°C 900°C的條件下保持1. 2h 1. 8h。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法，其特征在 于步驟二中定形的TiNi合金絲在溫度為-25°C _35°C的液體中冷凍8s 18s，然后再在 溫度為92°C 98°C的液體中加熱8s 18s ；反復(fù)冷凍與加熱過程25 45次。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)的制備方法，其特征在 于步驟六中將開關(guān)雛形先放在溫度為_45°C _25°C的液體中冷凍8s 17s，然后再放在溫 度為92°C 108°C的液體中加熱8s 18s，反復(fù)進行冷凍與加熱過程25 45次。
全文摘要
勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)及其制備方法，它涉及記憶合金溫控開關(guān)及其制備方法，本發(fā)明解決了現(xiàn)有的鈦鎳合金溫控開關(guān)溫控范圍窄及利用偏置機構(gòu)的溫控開關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。本發(fā)明的溫控微開關(guān)由固定在基板上的V形第一鈦鎳記憶合金絲和V形第二鈦鎳記憶合金絲構(gòu)成，其中第一鈦鎳記憶合金絲的自由邊和第二鈦鎳記憶合金絲的自由邊搭在一起；方法將對應(yīng)設(shè)計上、下限溫度的鈦鎳記憶合金絲彎成V形后定形，再經(jīng)多次冷、熱交替訓(xùn)練后，分別通過固定點固定在基板上，并使兩鈦鎳記憶合金絲的自由邊搭在一起，得到勾狀寬溫區(qū)記憶合金溫控微開關(guān)。該開關(guān)控制的溫度范圍達70℃～100℃，電阻僅為1～1.8歐姆，可用于線路板上。
文檔編號H01H11/04GK102136394SQ20101058266
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者劉文成, 吳冶, 孟祥龍, 蔡偉 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)