新型生物医用高分子材料

我们研制出可生物降解PLLA及其与PCL共聚物。系统分析了该材料的形状记忆特性及其影响因素。探讨了形状记忆特性与微观结构之间的内在关系和本质,同时对其降解行为进行了评价。为开发在力学性能、降解性能及形状记忆特性等方面综合性能更适宜于生物医学应用的可生物降解形状记忆聚合物奠定理论基础。     

形状记忆高分子材料在自拆卸构件中的应用进展

形状记忆高分子材料是一种新型刺激相应型智能材料。本文首先介绍了形状记忆高分子材料的形状记忆效应及其产生该效应的分子机理;并探讨形状记忆高分子材料在自拆卸构件中的应用。同时,展望了其在自拆卸构件设计、应用中的发展趋势。     

形状记忆合金的研究现状及应用特点

简述了形状记忆合金的发展概况,介绍了形状记忆效应及其特性.综述了形状记忆合金材料的研究现状、发展趋势及应用特点.     

热处理工艺对Fe-Mn-Si合金形状记忆效应的影响

研究了热处理工艺对Fe-28Mn-4Si（Mg）合金形状记忆效应的影响．结果表明：合金形状记忆效应来源于应力诱发马氏体相变及其逆转变．固溶处理和训练处理，可对合金母相奥氏体产生强化作用，使其在应力诱发马氏体相变过程中不易发生滑移变形（滑移变形不利于形状回复），从而改善了合金的形状记忆效应．对合金热轧无缝管内径施以5％形变量，形变恢复率达45％．该恢复率足以用作管道连接管接头等紧固连接件．     

形状记忆合金的宏观力学本构模型

结合作者提出的形状记忆因子的概念,阐述了形状记忆合金（SMA）超弹性和形状记忆效应的微观机理,将SMA的超弹性和形状记忆效应统一归结为形状记忆效应.重新定义了形状记忆因子,并明确了其物理意义.利用SMA在相变过程中马氏体体积分数和相变自由能间的微分关系,建立了描述SMA相变行为的形状记忆演化方程.该形状记忆演化方程能同时考虑相变峰值温度、相变开始和结束温度对SMA相变行为的影响,并能描述SMA从孪晶马氏体向非孪晶马氏体的转变过程,克服了现存SMA相变方程或形状记忆方程的局限性,能更全面准确地描述SMA的相变行为.从宏观力学角度,建立了能全面描述SMA实现形状记忆效应的热力学本构方程,在假设SMA为各向同性材料的基础上,将该本构方程从一维推广到三维.该本构方程中的所有材料参数都可以通过宏观实验测定,比现存三维本构方程更便于工程实际应用.     

形状记忆高分子材料的应用现状和发展趋势

形状记忆高分子材料的技术参数可通过物理和化学手段加以激发而改变。综述了形状记忆高分子材料种类、应用、形状记忆机理及展望应用前景。     

天然气水合物井完井用形状记忆材料研制

为了能够更加有效地解决天然气水合物井在完井过程中的出砂问题,保证天然气水合物井的稳产与高产,开展天然气水合物井完井用形状记忆材料的研制。选用PCL/PM 200-体系,采用物理发泡与化学发泡并用的方法,一步法合成了开孔型形状记忆聚氨酯泡沫;在此基础上,对其力学性能、玻璃化转变温度、形状记忆性能、泡孔结构、耐温性能等性能进行了表征与测试。实验测试结果表明,该材料体系合成工艺简单,形状恢复率高,力学性能好,开孔性均匀,耐温性能好,具有玻璃化转变温度,符合温敏型形状记忆材料的变化规律,能够满足天然气水合物完井用形状记忆材料的性能要求。将该体系用于生产天然气水合物井完井用的形状记忆材料,制造形状记忆筛管,为日后天然气水合物的试采和商业开发提供了一种新型的且行之有效的完井手段。     

形状记忆树脂

本文综述了形状记忆树脂的形状记忆原理、应用、研究现状和发展动向.     

溶液法合成聚氨酯的形状记忆材料及其性能

为了得到玻璃化转变温度高于 75℃、可在工程上应用的聚氨酯形状记忆材料 ,以 MDI、双酚 A环氧丙烷加成物和 1,4丁二醇为原料 ,甲苯为溶剂由两步溶液聚合法制备了一种新型的聚氨酯形状记忆材料 ,用 Fourier红外光谱对聚合物的结构进行了分析。以本工艺合成的聚氨酯形状记忆材料的玻璃化转变温度由 TMA方法测得 ,其温度范围在75～ 90℃之间。该聚合物试样在 10 0℃的记忆形状恢复时间不超过 10 s。研究表明 ,当 MDI的比例增加时 ,所得聚氨酯形状记忆材料的玻璃化转变温度升高 ,形状记忆恢复所需的时间缩短。用这种材料试制了铆钉 ,铆合效果相当好     

形状记忆智能织物系统热防护性能评价

为提升热防护服的防护性能，该研究基于形状记忆合金丝，开发了10种形状记忆织物，并构建适用于热防护服的温度响应型智能织物系统，探究相邻合金丝间距、形状记忆织物密度和芳纶纱线种类3个因素对形状记忆智能织物系统热防护性能的影响。结果表明：智能织物系统相较于传统热防护织物系统显著降低了织物内表层的温升速率，延长了温升12℃和温升24℃的时间。当合金丝间距为2 cm且使用芳纶1414织造的形状记忆织物纬密为20根/cm时，形状记忆智能织物系统的热防护性能最优。     

基于形状记忆合金的软体机器人研究综述

近年来,形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)由于噪声小、回复应变大和生物兼容性好等优点,得到了广泛的使用和研究.为了研究SMA在软体机器人领域的应用,首先对SMA在国内外的研究现状进行了分析,接着对SMA的形状记忆效应(shape memory effect,SME)、超弹性、电阻特性进行了阐述,最后介绍了SMA在软体机器人领域的应用现状.     

镍钛形状记忆合金管材的研究进展

镍钛形状记忆合金管材因为具有良好的形状记忆效应和超弹性而在工程领域得到了广泛的应用.文章总结了国内外众多学者的研究成果,系统介绍了镍钛形状记忆合金管材的加载力学行为、塑性成形方法和典型工程应用.镍钛形状记忆合金管材在单向拉伸加载、单向扭转加载以及拉伸扭转复合加载方式下表现出了不同的力学行为.奥氏体镍钛形状记忆合金管材在单向拉伸加载下,可以观察到明显的应力诱发马氏体螺旋带.镍钛形状记忆合金管材的塑性成形方法主要有拉拔、挤压和旋压,拉拔工艺仍是目前生产镍钛形状记忆合金管材的主要手段.镍钛形状记忆合金管材的典型工程应用主要有生物医用支架和管接头.镍钛形状记忆合金管材在科学研究和工程应用方面仍具有广阔的发展空间.     

考虑温度记忆效应的形状记忆合金本构模型

近年来在形状记忆合金（Shape Memory Alloy,SMA）中发现的由于不完全马氏体逆相变引起的温度记忆效应,在智能材料与结构等领域具有潜在的应用价值,建立克服现存SMA本构模型不能考虑SMA温度记忆效应这一局限性的SMA本构模型具有理论和工程实际意义．本文在前期研究的基础上,基于作者提出的形状记忆因子的概念,综合运用热力学、连续介质力学和马氏体相变学的相关理论,建立了描述SMA的形状记忆因子、应力、温度间关系的形状记忆方程和描述SMA的应变、应力、温度间关系的力学本构方程．由形状记忆方程和力学本构方程构成的SMA本构模型,克服了现存SMA本构模型不能考虑SMA温度记忆效应的局限性．数值结果表明,该SMA本构模型能有效描述经历不完全马氏体逆相变的SMA的热力学行为,可为SMA温度记忆效应的应用研究提供理论基础．     

形状记忆合金驱动的软体仿生手掌

与刚性部件控制的机械手臂或者手指相比,以记忆合金丝作为驱动器的驱动部件,避免了结构复杂的刚性部件以及复杂的运动反馈控制系统,其输出力—重量比高,驱动方式简便,引起各界的关注。本文以形状记忆合金为基础,设计试验了一种形状记忆合金丝驱动的软体仿生手掌。阐述了驱动记忆合金的原理、手掌的制作原理,建立了软体仿生手掌的运动学模型,采用matlab进行了运动学仿真验证分析,通过物理试验证明记忆合金驱动的软体仿生手掌可以达到手指弯曲及实际物体抓取的效果。     

Cu-Zn-Al形状记忆合金在人工体液中耐蚀性研究

在Hank′s人工模拟体液中对Cu-Zn-Al形状记忆合金的耐蚀性进行了研究. 结果表明,经过热处理的Cu-Zn-Al 形状记忆合金的自由表面试样及缝隙试样的阳极性能得到改善,且体系 的腐蚀电位较高. 腐蚀后试样的扫描电镜观察和电子能谱分析表明,Cu-Zn-Al形状记忆合 金为β单相组织,电化学性能较未处理合金更为均一. 在人工体液中,Cu-Zn-Al形状记 忆合金的腐蚀为层状脱锌腐蚀,且Cl-参与了腐蚀历程,腐蚀产物中含CuCl2·3Cu(OH)2.     

图案化聚合物表面的形状记忆特性

利用纳秒激光双光束干涉的光刻方法,在光刻胶层制备具有周期性的一维光栅结构样品,并研究其形状记忆特性.结果表明:显影后的样品在环境温度为195℃及压力的作用下,光栅形貌发生改变,光栅垂直高度降低,衍射光强减弱;当样品冷却至室温时,光栅形貌可维持不变;当样品的环境温度为120℃时,光栅形貌恢复原状,实现微观形状记忆功能.     

PFD-SMA支撑体系的抗震性能

对传统的Pall摩擦阻尼支撑体系进行改进,提出一种PFD-SMA支撑体系,充分利用Pall摩擦阻尼器(PFD)和形状记忆合金(SMA)的优点,使该体系具有强耗能能力和自复位功能;考虑几何非线性采用ANSYS程序对SMA棒材和PFD-SMA体系进行分析。研究结果表明:SMA棒材具有较强的耗能能力,且可恢复应变大;在钢框架结构中采用PFD-SMA体系能有效降低结构的地震响应,提高结构的抗震性能,同时,该体系可通过形状记忆超弹性及形状记忆效应具有双重自复位功能,表明PFD-SMA体系具有良好的抗震性能。     

磁控形状记忆合金伸缩作动器设计及参数分析

该文基于磁控形状记忆合金（MSMA）材料自主设计了一种磁控形状记忆合金伸缩作动器,并阐述其原理。通过建立有限元模型,并对MSMA相对空气导磁率、导磁片的相对导磁率及电流等参数进行了分析。研究表明：当MSMA相对空气导磁率为30、电流大小为3 A时,MSMA棒中心线磁场的均匀性较好;而导磁片的相对导磁率对其均匀性影响较小。设计出了一种新型磁控形状记忆合金伸缩作动器,达到了从理论上充分掌握MSMA棒轴向磁场强度及均匀性,并间接地保证了磁控形状记忆合金伸缩作动器具有较优的控制力。