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形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器可用于汽車散熱器、風(fēng)扇、溫度調(diào)節(jié)裝置、通風(fēng)裝置等關(guān)鍵部件的智能驅(qū)動(dòng)。
形狀記憶合金被用作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)溫控器的溫度控制驅(qū)動(dòng)元件，可以實(shí)現(xiàn)近線性大溫度范圍的智能控制，具有結(jié)構(gòu)簡化、重量減輕、節(jié)省空載、提高車輛運(yùn)行的安全性和可靠性以及節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
形狀記憶合金材料的工作機(jī)理形狀記憶合金材料的記憶特性是通過特殊的熱處理工藝,使合金材料中熱彈性馬氏體的相變過程與過程溫度的變化具有緊密的相關(guān)性和可逆性。
在熱處理過程中,記憶合金材料中的熱彈性馬氏體從無序固溶體轉(zhuǎn)化為有序固溶體(即母相),然后母相轉(zhuǎn)變?yōu)榕c它具有一定晶體學(xué)共格關(guān)系,具有良好自協(xié)調(diào)特性的馬氏體。這種馬氏體與溫度具有緊密的相關(guān)性和可逆性。當(dāng)材料被加熱時(shí),這種馬氏體會(huì)發(fā)生逆向轉(zhuǎn)變,直接轉(zhuǎn)變?yōu)槟赶唷６?dāng)溫度下降時(shí),則由母相轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。
在馬氏體和母相之間隨溫度變化而正逆變化的過程中,材料表現(xiàn)出像彈性體在外力作用下發(fā)生伸長或縮短的形體變化。采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚭头椒?對材料馬氏體和母相之間的正逆過程和過程溫度進(jìn)行調(diào)整(即所謂的訓(xùn)練),使它符合我們的使用要求,同時(shí)使正逆過程和過程溫度的對應(yīng)關(guān)系穩(wěn)定地保持不變(即已形成的記憶不被遺忘),這樣材料對原始形體就具有了永久記憶特性,當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時(shí),材料的形體發(fā)生相應(yīng)的變化,從而制造出符合使用要求的溫控驅(qū)動(dòng)元件。
TiNi形狀記憶合金溫控驅(qū)動(dòng)元件的制造工藝按照節(jié)溫器的技術(shù)要求,其閥門動(dòng)作溫度范圍一般在76-86℃,為此確定合金的成分為Ti50Ni50(at.%),以保證合金的相變溫度滿足閥門的工作溫度范圍要求。由于TiNi合金的性能對成分極為敏感,成分要嚴(yán)格控制,材質(zhì)要均勻,為此選用99.8%海綿鈦和99.8%的Ni板作為原材料。
溫度位移曲線
鎳鈦合金彈簧能對發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻溫度的變化及時(shí)地做出相應(yīng)，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終在適宜的溫度下工作，另外通過改變形狀記憶合金溫控驅(qū)動(dòng)元件的簧絲直徑和熱處理工藝，可以方便地對溫控驅(qū)動(dòng)元件工作溫度范圍和節(jié)溫器的流量特性進(jìn)行調(diào)整，以滿足現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)對冷卻強(qiáng)度的不同要求。
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