记忆合金,金属中的变形金刚

2012-04-29 00:44
小学科学 2012年8期
关键词:半球形登月舱恢复原状

合金是指两种或两种以上的金属融合在一起形成的物质,比如钢铁就是由铁与其他元素所组成的合金,是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。

而我们下面要介绍给大家的也是一种合金,不过,跟普通的合金比起来,这是一种会变形的合金。

记忆合金的诞生

1932年,瑞典科学家就在金镉合金上观察到了“记忆现象”,即合金的形状被改变之后, 一旦加热到一定的温度时, 它又可以魔术般地回到原来的形状,具有这种功能的合金被称之为“记忆合金”。科学家分析了这种奇特金属之所以产生这种奇特效应的原理。但该发现并没有引起关注。

直到上世纪60年代,美国海军的一个研究小组从仓库领来一些镍钛合金丝做实验,他们发现这些合金丝弯弯曲曲的,使用起来很不方便,于是就把这些合金丝一根根拉直。结果,研究人员在试验过程中,惊异地发现,当温度升到一定的数值时,这些已经被拉直的镍钛合金丝突然又恢复到原来的弯曲状态,就好像这些细丝具有“记忆”一样。

为了证实这种“记忆现象”的存在,研究人员又进行了多次试验。结果表明,自然界确实存在着能恢复形状的金属。从此,记忆合金才宣告诞生。经过更深入的研究,科学家们发现,金镉合金、铜铝镍合金、铜锌合金等许多合金,也如同镍钛合金一样拥有记忆效应。

于是,神奇的记忆合金开始正式进入航空、军事、工业、农业、医疗等领域,造福于人类。

记忆合金的应用

记忆合金在生活中有着很广泛的用途。比如:人造卫星庞大的天线就可以用记忆合金制作。1969年7月20日,“阿波罗”11号登月舱在月球着陆,实现了人类第一次登月旅行的梦想。宇航员登月后,在月球上放置了一个半球形的直径数米大的天线,用以向地球发送和接受信息。数米大的天线是怎么装在小小的登月舱里送上太空的呢?原来,天线就是用当时刚刚发明不久的记忆合金制成的。极薄的记忆合金材料先在正常情况下按预定要求做成一个巨大的半球形,然后降低温度把它压成一团,装进登月舱带上天去。放到月面上以后,在阳光照射下温度升高,当达到转变温度时,天线又“记”起了自己的本来面貌,变成一个巨大的半球形。

利用记忆合金弹簧还可以控制浴室水管的水温。当用记忆合金制成的弹簧放在热水中时,弹簧的长度立即伸长,再放到冷水中,它会立即恢复原状。因此可在热水温度过高时通过记忆功能调节或关闭供水管道,避免烫伤;也可以制作消防报警装置及电器设备的保安装置。当发生火灾时,记忆合金制成的弹簧发生形变,启动消防报警装置,达到报警的目的。

记忆合金在医疗上的应用也很引人注目。例如接骨用的骨板,不但能将两段断骨固定,而且在恢复原形状的过程中产生压缩力,迫使断骨接合在一起。

记忆合金还真是神通广大啊。

记忆合金的未来

在未来,针对地震所造成的破坏暴露了现有建筑结构面对强烈的地面移动时存在的脆弱性,记忆合金材料就可应用于抗地震结构材料的制作,发挥其最佳抗震特性。

而记忆合金在日常生活中的很多新用途也正在不断开发。例如可以用它制作眼镜架,如果不小心你的眼镜掉在地上摔弯了,只要将其放在一杯热水中加热,就可以恢复原状,变得与刚买时一模一样,崭新无比。

未来汽车的外壳也可以用记忆合金制作。如果不小心发生了车祸,把外壳撞瘪了,只要用电吹风加温就可恢复原状!绝对省钱又省力,再也不用送修理厂了。

也许在不远的将来,科学家也能制作出如同变形金刚般的随意变形的金属了!

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