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记忆合金轮胎 全新技术革命

记忆合金轮胎 全新技术革命

  • 分类:行业新闻
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  • 来源:
  • 发布时间:2021-04-26

记忆合金轮胎 全新技术革命

【概要描述】  2017年12月11日,日前来自美国国家航空航天局(NASA)发布了一种由形状记忆合金制造的非充气式轮胎,不但更轻、更坚固、更安全,而且可以使用在各种恶劣地形上。将来这种轮胎除了应用在火星探测任务中之外,也可以作为传统轮胎的替代品,在地球上使用。

  NASA表示,这种被称为“超弹性轮胎”(Superelastic Tire)的革命性产品由NASA的格伦研究中心(Glenn Research center)和固特异公司(Goodyear)共同开发,其灵感来源是阿波罗计划的月球车所使用的轮胎。

  而使用形状记忆合金作为辐射状的材料,也能增加轮胎的承重能力。与传统的轮胎相比,“超弹性轮胎”减少了爆胎的可能性,因此也改善了行车安全。此外,这种轮胎的设计也减少了对内框的需求,这有助于轮胎组装的简化,也减轻了轮胎的重量。而且,它也可以在运作时,降低传送到车辆上的能量。除了安装在好奇号(Curiosity)这样的火星探测车上以进行太空任务之外,这种轮胎也可以应用在地球上的各式车辆和飞机上,包括:军车、一般汽车、重装备车辆、农用车辆、全地形车(all-terrain vehicle)等,以适应各种地形的需求。

  目前好奇号的轮胎由固态铝所制造,虽然坚固,但还不足以预防爆胎或胎面受损。而“超弹性轮胎”则能让好奇号之类的探测车在火星或月球上携带更重的装备,并探索更广的区域。

  “超弹性轮胎”系由形状记忆合金制造,可在崎岖不平的地面上平稳地行进。当此轮胎遇到石头之类的突出物时,它会以暂时变形的方式因应,随后便会恢复原状,而不会有永久性的损伤。

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  2017年12月11日,日前来自美国国家航空航天局(NASA)发布了一种由形状记忆合金制造的非充气式轮胎,不但更轻、更坚固、更安全,而且可以使用在各种恶劣地形上。将来这种轮胎除了应用在火星探测任务中之外,也可以作为传统轮胎的替代品,在地球上使用。

  NASA表示,这种被称为“超弹性轮胎”(Superelastic Tire)的革命性产品由NASA的格伦研究中心(Glenn Research center)和固特异公司(Goodyear)共同开发,其灵感来源是阿波罗计划的月球车所使用的轮胎。

  而使用形状记忆合金作为辐射状的材料,也能增加轮胎的承重能力。与传统的轮胎相比,“超弹性轮胎”减少了爆胎的可能性,因此也改善了行车安全。此外,这种轮胎的设计也减少了对内框的需求,这有助于轮胎组装的简化,也减轻了轮胎的重量。而且,它也可以在运作时,降低传送到车辆上的能量。除了安装在好奇号(Curiosity)这样的火星探测车上以进行太空任务之外,这种轮胎也可以应用在地球上的各式车辆和飞机上,包括:军车、一般汽车、重装备车辆、农用车辆、全地形车(all-terrain vehicle)等,以适应各种地形的需求。

  目前好奇号的轮胎由固态铝所制造,虽然坚固,但还不足以预防爆胎或胎面受损。而“超弹性轮胎”则能让好奇号之类的探测车在火星或月球上携带更重的装备,并探索更广的区域。

  “超弹性轮胎”系由形状记忆合金制造,可在崎岖不平的地面上平稳地行进。当此轮胎遇到石头之类的突出物时,它会以暂时变形的方式因应,随后便会恢复原状,而不会有永久性的损伤。

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镍钛合金驱动丝:创新材料的多元应用与卓越性能
在材料科学领域,镍钛合金驱动丝正凭借其独特性能和广泛应用,成为众多行业关注的焦点。这种智能材料以其类似人体肌肉的特性,在医疗、电子、汽车等多领域展现出巨大的应用潜力。​ 镍钛合金驱动丝,又称 “NiTi 驱动丝” 或 “肌肉钛丝”,其独特之处在于具备通电收缩的特性。当电流通过时,合金丝内部电阻产生热量,温度高于相变温度,触发收缩反应;电流停止后,合金丝冷却并恢复原始长度。这一特性源于镍钛合金在机械应力或温度变化下发生的相变,为其在各领域的应用奠定了基础。​ 从性能数据来看,镍钛合金驱动丝表现卓越。其抗拉强度高达 850MPa,屈服强度在 195 - 690MPa 之间,延伸率范围为 25 - 50%。在化学成分上,Ni 含量严格控制在 55.4% - 56.2% 之间,同时对 C、H、O、N 等杂质含量的严格限制,确保了合金丝的稳定性与可靠性。通过调整合金成分和处理工艺,NiTi 记忆合金的相变温度可在一定范围内变化,如 TiNi - 01 合金相变温度范围为 20℃ - 40℃,TiNi - 02 合金则为 45℃ - 90℃,极大地拓展了其应用场景。​ 在医疗健康领域,镍钛合金驱动丝的应用尤为突出。因其良好的生物相容性,被广泛用于制作支架、导丝等医疗器械。在智能驱动的高精度药液输送系统中,镍钛合金材料也发挥着关键作用,为患者提供更精准高效的医疗服务。在消费电子领域,镍钛合金驱动丝同样不可或缺。例如,在手机镜头的光学防抖马达中,该材料得到了英国 CML 的性能认证,有效提升了拍摄质量。​ 在汽车制造行业,镍钛合金被应用于汽车座椅和悬挂系统,显著提高了车辆的舒适性和安全性,满足了消费者对智能、舒适驾乘体验的追求。在渔具领域,镍钛合金丝用于制作鱼钩、鱼线等部件,提升了钓鱼的效率与成功率。​ 科研人员对镍钛合金驱动丝的研究也在不断深入。德国萨尔大学和德国机电一体化与自动化技术中心的研究团队利用镍 - 钛形状记忆合金中的 “弹性热效应”,开发出创新的空调技术。该技术通过超薄镍钛线材或片材的反复机械变形实现热量转移,无需使用挥发性制冷剂或燃烧化石燃料,具有更高的能效和显著的环境效益,被欧盟委员会视为传统制冷系统的领先替代方案,并被世界经济论坛评为 2024 年 “十大新兴技术” 之一。香港科技大学孙庆平教授团队则提出了一种新型的丝线缠绕弯曲驱动方式,应用于镍钛形状记忆合金丝,实现了稳定持续的低温冷区,制作的紧凑型空气制冷原型机尺寸小巧,能高效且连续地输出冷空气,空气温降高达 10.6℃,样机能效比高达 3.7,为弹卡固态制冷技术的发展开辟了新路径。​ 随着技术的不断进步和研究的持续深入,镍钛合金驱动丝有望在更多领域实现突破,为各行业的发展注入新的活力,推动科技与生活的进一步发展。
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