- 鐘模科普作品選:化工·地質·環境漫談
- 李鐘模
- 953字
- 2019-01-04 15:16:21
11 有記憶的金屬——鈦鎳合金
人和動物都是有記憶的,只是有高下之分而已。你知道有的金屬也有記憶嗎?金屬也有記憶真是前所未聞。天地之大無奇不有,還真有記憶金屬呢。
隨著科學技術的發展,有關專家發現一些金屬或合金有記憶的本領,而且記憶力很強,上萬次的重復都準確無誤。比較適宜記憶的金屬,當數鈦鎳合金。
鈦(Ti)是銀白色金屬,沸點3287℃,熔點1660℃,密度4.54克/厘米3。由于鈦和鈦的合金具有重量輕、強度高、抗蝕性好、耐高溫、耐超低溫等特征,因而在航天、航空、艦船、化工、電力、海水淡化、輕工、食品等部門有著廣泛的用途。鈦在醫學上主要用來作矯正外形手術的材料。目前鈦礦原料90%用來制造鈦白。主要含鈦礦物金紅石還是優質電焊條涂層不可缺少的原料。
鎳(Ni)是銀白色金屬,沸點2732℃,熔點1453℃,密度8.9克/厘米3。鎳具有良好的機械強度和延展性,難熔,在空氣中不易氧化。鎳是一種十分重要的有色金屬原料。其主要用途是制造不銹鋼、高鎳合金鋼和合金結構鋼,被用于飛機、雷達、導彈、坦克等的制造。鎳鈷合金是一種永磁材料,廣泛用于電子行業、原子能工業和超聲工藝等領域。
鎳鈦合金是目前已知的比較良好的記憶合金,廣泛應用于冰箱的調溫、復雜管路的加工以及人造衛星的自展天線等。
冰箱自動控制溫度,就是裝有鎳鈦合金部件,它會記住人們給它規定的溫度范圍,當冰箱里的溫度升高時它就伸長,接通電源,啟動電機制冷,當冰箱制冷到規定低溫時,它就會自動縮短,立即斷開電源,停止制冷。
在機械加工工作中,人們利用鎳鈦合金有記憶形態并有轉變溫度的特性(在轉變溫度之下,合金很軟,屈服強度很低,在轉變溫度之上,強度大且堅硬),首先把鎳鈦合金部件,在轉變溫度之下,進行冷加工,需要記憶什么形態,就制成什么形狀,只要把需要件加熱到轉變溫度之上,合金部件記憶的形狀就固定了。
同樣,在潛艇、飛船等要求精度高、管道復雜的零部件加工中,人們就利用鎳鈦合金有記憶形狀和轉變溫度的特性,先根據形態需要進行冷加工,然后根據合金部件記憶的形狀進行熱處理,恢復到需要形狀,同時合金部件轉變溫度使部件收縮,需要連接的部件牢固可靠。
鎳鈦合金還用在人造衛星的自展天線上,當人造衛星發射遠離地球進入軌道后,由于太陽照射增多、溫度升高,衛星天線便會自動伸展出來。
記憶金屬還有廣闊的領域等待人們去開拓,前景十分美妙。