想象一下，不打开一个手指尺寸的弹簧，然后将火焰从未拉开的部分中的打火机握住。就像魔法一样，它再次旋转进入春天，因为金属合金记住了原来的形状。
桑迪亚国家实验室的马克·里斯(左)和唐·苏珊正在检查他们从电弧熔炼机中取出的一种新的形状记忆合金按钮。桑迪亚已经开发了几种新的合金。(兰迪·蒙托亚拍摄)
桑迪亚国家实验室的研究人员认为，这种形状记忆合金可以用来提高武器部件在火灾或其他事故中的安全性。亚博网站下载材料科学家唐·苏珊(Don Susan)说，由高温形状记忆合金制成的热设备可能会关闭或打开一个开关，或锁住一个齿轮以防止它转动。
“几乎无限你可以想到，你可以用换形的合金做些什么，”他说。
苏珊是一个项目的首席研究员，该项目旨在为武器部件制造高温形状记忆合金。到目前为止的成就:
- 研究人员研制了新的合金成分，包括镍钛铂、镍钛钯和镍钛铪，并提出了这些成分的技术进展。将一项技术进步归档是为以后的专利申请记录一项发明的第一步。
- 该团队已经描述了这些材料的关键特性，如它们改变形状、强度和延展性的方式。亚博网站下载
- 小组成员已经生产出了在特定温度下形状会发生变化的原型部件。
- 桑迪亚是第一个在高温变形合金中展示超弹性特性的公司，并在这方面取得了技术进步。超弹性是金属的一种橡胶性质，比如眼镜框可以扭曲而不折断。苏珊说，桑迪亚目前不打算开发这处房产，但它可以提供未来的设计选择。
该项目目前是第三个也是最后一个项目，由桑迪亚的实验室指导研究和发展项目资助。
合金记住原始形状
形状记忆合金的工作原理有点像建筑物的消防喷淋系统中的热传感器。这种热传感器由一种液体组成，它会膨胀并打破玻璃外壳，触发一个开关，打开洒水器。类似地，形状记忆合金会改变形状，而不是简单地膨胀。
“如果你弯曲电线，如果它最初是直的，它会直接回去直接，”苏珊说。“如果它最初弯曲，你直接制作它，它将回去弯曲。当你加热它时，它会记得一个形状。“
这些合金可以简单地触发一个过程，因为它能够改变形状，该项目经理Jim Mcelhanon，他们开始与武器安全工程师John Debassige的项目。苏珊后来取代了McElhanon作为主要调查员。其他团队成员是Tom Bucheit，Jordan Massad，Don Bradley，Mark Reece和Tom Crenshaw。
“我真的相信，对[高温]变形合金的研究将使我们能够创造出对核武器安全产生重大影响的新设备。我们正在开发的形状记忆合金可以通过暴露在特定温度下被动地改变形状，也可以通过通过材料产生热量的电流主动改变形状，”McElhanon说。
形状记忆合金已经存在了几十年，各种类型的商业销售。它们通常用于医疗器械，如支架，它会随着体温改变形状。苏珊说，一个储存在低于体温的微型支架，可以被挤压到足够小的程度，放入动脉，然后加热到体温时打开动脉。
特定温度所需的形状变化
桑迪亚合金可以在低于室温的温度下变为大于500摄氏度的形状，或约930华氏度。
Susan和Mcelhanon说，商业合金在不符合桑迪亚的需求的温度下变化。桑迪亚在最近的研究中建造了更高温度的形状记忆合金以创造自己的合金。
“桑迪亚的人们几十年前正在学习这些合金，但温度始终太低，不能用于我们的部件，直到这些新的合金在过去的15年左右，”苏珊说。
苏珊说，任何形状的改变都必须发生在部件制造的温度之上。
“当你制作零件时，你不希望这种情况发生，”他说。“当它坐在阳光下时，你不希望它发生。它必须高于那个。“
今年4月，形状记忆合金研究与技术进步联盟(CASMART)投票决定加入桑迪亚为成员。2006年，政府、学术界和产业界的专家们成立了CASMART，分享形状记忆合金的应用研究成果。
McElhanon说:“加入这个联盟对实验室来说是一个巨大的进步。”“我们正在与该地区的世界专家合作。”
计算机模型显示行为
桑迪亚在罗恩诺贝和俄亥俄州纳萨格伦研究中心的同事以及高校德克萨斯A＆M大学的同事们工作的地形记忆合金。美国宇航局和德克萨斯州A＆M都是联盟成员。美国宇航局对飞行应用的合金感兴趣，而大学则对材料加工作品 - 将合金转化为特定形状。亚博网站下载德克萨斯A＆M研究员Brian Lester今年夏天在桑迪亚与桑迪亚一起进行，在计算机模型的形状记忆合金行为。
“我们的计算机模型无法处理这样形状变化的东西，”苏珊说。“当你加热某物时，它会膨胀一点，当你冷却它时，它会收缩。我们可以在计算机代码中处理这一点，但不能处理这种更戏剧性的形状变化。”
苏珊设想未来的桑迪亚研究风和太阳能的形状记忆合金，也许是卫星。
“他们是非常有趣的材料，”他说。亚博网站下载“我们在桑迪亚工作的大部分是不锈钢，铝，我们在永远运作的各种东西，以及我们的大部分部分都是由的。所以有趣的是在不同的东西上工作并探索可能性。“
来源:http://www.sandia.gov/