形状记忆合金（SMA）属于形状记忆材料中金属类，它具有在特定的外界激励条件下如热或磁激励的情况下记忆或者保留原来形状的能力。选用智能材料作为驱动材料时，形状记忆合金与其他类型智能材料相比，驱动应力、驱动应变、驱动频率、能量密度和功重比等关键性能指标均较高，适合高功率密度、高功重比、高驱动力和大行程执行器的应用场景。

形状记忆合金的发展历程主要可以分为四个阶段，如图1所示。

第1阶段在20世纪30～50年代，年瑞典化学家A.Olande首次发现形状记忆合金金属相变引起材料宏观特性变化的现象，L.C.Chang等在年发现了AuCd类合金在马氏体状态下发生形变后，在加热到高温情况下能够恢复原来的形状。

第2阶段在20世纪50～70年代，年，美国海军军械实验室W.J.Buehler等发现了NiTi合金具有良好的形状记忆特性，并研发出成本较低和性能较好的Nitinol系列形状记忆合金产品，随后工程技术人员开始在航空航天领域利用形状记忆合金的特殊特性设计了新型的应用。

第3阶段在20世纪70～90年代，随着形状记忆合金的性能进一步提高，工程应用出现了爆炸性的增长。

第4阶段在20世纪90年代～21世纪20年代，形状记忆合金的基础理论研究飞速发展，科研人员和工程师针对形状记忆合金在航空航天、军事、机器人、民用消费产品、生物医疗领域进行了深入研究和广泛应用。

目前，形状记忆合金材料主要有铁基、铜基和NiTi基材料，尽管铁基和铜基形状记忆合金具有价格优势，如FeMnSi、CuZnAl和CuAlNi，但其稳定性、工程实用性和热力学性能均较差，因此目前绝大多数实际应用中均采用基于NiTi基材料的形状记忆合金。

目前，生产热控型形状记忆合金的公司主要有美国Dynalloy、英国MemryCorporation和日本TokiCorporation，国内的生产公司主要有江阴佩尔科技、兰州西脉股份有限公司和有研亿金有限公司。

形状记忆合金根据外加的激励条件不同，主要分为磁控型形状记忆合金和热控型形状记忆合金，磁控型形状记忆合金由于发现较晚，通常所提到的形状记忆合金均指热控型形状记忆合金。

磁控型形状记忆合金虽然具有较高的驱动频率，但需要体积和质量较大且复杂的磁场驱动控制设备，而且受磁场、温度和应力的影响，控制比较复杂，材料制备困难，价格较高，不方便工程应用，限制了磁控型形状记忆合金的应用场景。

而热控型形状记忆合金可以通过电流产生焦耳热的方式来控制，通电加热的同时形状记忆合金本身的电阻变化可作为反馈量，避免了采用复杂的磁场控制设备和传感器，提高了功率密度和集成度，进一步使执行器从原来的控制器、执行器和传感器的组合转变为控制器和传感执行集成的智能化执行机构，因此目前工程上常选用热控型形状记忆合金作为驱动元件。

形状记忆合金具有的形状记忆效应和超弹性等特性都是由其内部微观固态相变机制引起的。根据智能材料的性能差异，主要分为传感器用智能材料和驱动器用智能材料，用于驱动器的智能材料主要

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkjg/6991.html