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记忆合金的妙用

http://www.51xue.org.cn  2007/5/28 源自:中华职工学习网 【字体: 字体颜色

近年来开发的记忆合金热机,大都是回转式的,其中以日本研制成的一种固体热机最具代表性。这种记忆合金热机有两个直径不同的链轮,链轮上配有一条环形链条。作为传动带的环形链条,用记忆合金制成。当环形链条的一侧通过热水加热时,链条便恢复原形,即由于形状记忆效应而收缩,使得链条另一侧产生拉力,从而引起链轮转动。而当收缩的链条转到另一侧时,受到冷水冷却便变软而伸长。如此反复加热和冷却,就会使记忆合金链条反复缩短和伸长,结果导致链条带动链轮旋转,即可产生机械动力。它的转速达到每分钟1000转,适合于利用温度较低的热源,如太阳能、地热、海洋能等自然热源,尤其适合于废水、废气等低级热源的利用。

  形状记忆合金还具有全方位的记忆本领,即能对各个不同方向发生的变化(如温度)作出反应。利用这种性能可制成灵敏的火灾报警器。在正常室温下,警钟的开关(用形状记忆合金制成)处于开启状态,警钤不发出声响,若温度高于室温,出现火灾苗头,记忆合金开关就恢复原状,使开关闭合,于是便出现警铃大作的报警钟声。

  在医疗技术方面,形状记忆合金也得到广泛应用医生的得力助手。

  用形状记忆合金可制成清除血栓块的血液滤清器。这种血液滤清器是先将记忆合金丝绕制成滤网状,并加以形状记忆效应热处理。然后,在较低温度下再将滤网伸展成直线形状,再插入患者心脏一侧的大静脉血管内。直线状的滤网在血管内的温度升高到体温时,由于记忆效应它就会恢复成滤网状,用这种滤网来清除血液中的血栓块,从而阻止95%的血栓块流向心脏和肺部。这种血液滤清器同样也可用作血液内胆固醇的清除器。

  形状记忆合金不仅能用来滤清血液内的血栓块和胆固醇,而且可用它制成弹簧来打通被血栓堵塞的冠状动脉。使用时,先将记忆合金丝绕成细小的弹簧,并进行记忆效应热处理。然后在较低温度下使弹簧伸展成直线,插入内充冷水的导管里。接着,在x光的配合照射下,将装有伸成直线的弹簧的导管送入冠状动脉被堵塞的血栓中,并抽出导管。随着冠状动脉内温度的升高,记忆合金丝就会恢复成弹簧状,将血栓块撑开,从而打开了通路,使血液畅通。

  人们还将记忆合金用来制成矫正治疗脊椎侧弯症的矫形背心。它是先将记忆合金棒条做成符合患者正常体形的形状,并加以记忆热处理,然后再在低温下加工成患者弯曲的脊椎形状,做成患者合体的背心。当患者穿上这种背心后,背心的温度逐渐升高到人的体温。这时,记忆合金背心就恢复到患者正常体形的形状,从而使畸形得到矫正。

  形状记忆合金在治疗骨折方面也是把好手。例如,用形状记忆合金制成固定骨折用的夹板,依靠人的体温使记忆合金夹板升温,所产生的形状记忆效应,不仅能将两段断骨固定住,而且夹板在恢复原来形状的过程中产生压缩力,迫使断骨很快愈合。

  此外,形状记忆合金还在许多方面施展着它的出色本领。有一种用记忆合金制成的温室自动开闭臂,能在阳光照耀的白天打开通气窗,而在晚间室温下降时将其自动关闭,完全不用人去照管。

  除了记忆合金具有形状记忆功能外,近年来人们还发现一些高分子聚合物(如塑料)也具有形状记忆功能。日本一家公司已研制成一种苯乙烯和丁二烯聚合物的形状记忆塑料。当将这种塑料加热至60C时,丁二烯开始部分软化,而苯乙烯仍保持坚硬状态,以此来保持形状记忆性能。

  随后,一些形状记忆塑料产品便相继投向市场。例如,1985年开发出的一种形状记忆塑料隆胸乳罩,是用柔软的记忆塑料丝制作的,它能在人的体温作用下恢复突起的外形。   

日本的一些汽车公司,准备用形状记忆塑料制成汽车的保险杠和易碰撞部位。一旦汽车被撞瘪,只要用理发用的吹风机一锤,这些部件很快就会恢复原状,真像变戏法一样。

人们还在设想,采用形状记忆塑料制成桶、盆、椅、桌、凳等生活用具,可以先将它们压扁堆放,省得占地方。一旦需要使用,或者你出外旅游,和家人一起带上这些压成扁形的塑料用具和小桌椅,只要浇些热水,它们一个个就会“立”起来成行,使用、携带非常方便。

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