文摘

这个名字形状记忆合金(SMA)揭示了其行为的一个精确的热敏性材料根据温度改变它的形状。这充足的评论集中在当前场景包括SMA的聚合物基复合材料达到期望的目标。聚合物基形状记忆合金称为形状记忆聚合物(SMP),他们之间由可变形材料能够切换原有形状和暂时的形状,可以慷慨地设计。SMP可分为智能材料,考虑他们的低密度、良好的生物相容性,过度变形等。另一方面,许多工程应用SMP使用有局限性和缺点。在这方面,smp的重要性,分析了基于以下几方面:合成方法,纤维增强,影响聚合物SMA的参数,实现多功能性材料。纤维增强聚合物复合材料有更多的责任扩大当前的创新研究的兴趣和期望机械应用程序由于其显著的空间与保守的材料。聚合物复合材料提供了有效地适应产品特性,将高强度重量比,高灵活性在制造过程中,高耐蚀性和简单的制造成本更低。

1。介绍

smp现在经常用于航空航天、可再生能源发电和汽车应用程序生产,以应对越来越必要性减肥技术问题。增加材料的组合使聚合物基质复合材料,建立在自然。改进生产寻求与高效刚性材料发展的一个重要的早期原因复合材料。后来的复合材料被开发出来,利用他们的潜在的非均质性和各向异性与意想不到的功能整合传统的大量功能的形式插入组件。SMA新添加的聚合物复合扩展其灵活性或复合材料的“警报”属性,同样可以组织推进器和传感器。

薄SMA丝增强聚合物复合材料,增加了聚合物复合材料的应用。在过去的五十年,sma材料的作用更大的粒子被发现在各种各样的应用程序,如控制器和抑制,以及microtooling部门。sma材料优于其他驱动技术,如下:多变的株高和结构恢复,吸收能力增加,相变变化的物理和机械性能方面,以及生成更高的吸收能力负担一旦停止试图恢复其结构(1]。薄SMA丝(直径约0.2毫米)被广泛用于集成和修改功能合成结构,同时保留原来的微观结构和物理特性和保持减肥与混合的经济优势。因此,混合复合材料,包括SMA丝,可能显示特性,包括结构性变化,管理的热收缩,一个开关在固有共振频率在demag起始和风险规避和恢复。然而,由于SMA的转换通常是由温度或压力的变化,响应时间由传热动力学是严格限制。此外,SMA丝公司应该适当的聚合物基体,这需要更改产品设计制造方法和保留足够的结构性品质同时限制体重超标。

本研究的主要目的是探索SMA电缆的应用在聚合物结构、轻质结构强化了自然或人造纤维复合加工的角度来看,和属性的结果,其中包括振动减震器结构转换、骨折完成,减少和低速的影响。本研究的焦点是SMA-reinforced聚合物复合材料。这些复合材料的性能会受到多种因素的影响,如加强组件的位置,治疗,和其他环境因素。生物聚合物也用于改变机械和物理性能。构建现代纤维混合复合材料可以增强与传统。罗杰斯et al。2)是第一个提出SMA-based混合复合材料(SMAHCs)的概念。SMAHCs一直最初由加强SMA丝和在聚合物基体。sma材料的吸附在衬底结构,是否直接纳入组合(3]。王等人。4]研究了聚丙烯Ni-Ti形状记忆合金,这是用作改善地质聚合物混凝土的钢筋材料形状记忆聚合物的机械性能5,6]。

预应变sma材料被使用在很多情况下,这样的自然形状的聚合物复合材料可以通过预定义的温度加热。有相应的增加压力和位移的行动,已经发生(7]。图1描述了预应变的技术按标准ASTM E3098 SMA。

通过技术材料和结构有一个根本性的变化,主要是在结构工程领域,机器人技术,航空航天,不断增加的必要性完全有能力而导致的,轻量级的、动态的系统。智能材料集团sma材料的自然行为,如恢复压力,巨大的驱动压力,高效的驱动能量,等等,导致合成扩展应用程序的组件的自适应结构。超弹性和形状记忆效应(SME)推荐的属性。sma材料为复合材料和适当的提供这些可行的个人良好的结构(8]。中小企业的形状变形马氏体在低温阶段,其次是高温奥氏体相的形状恢复。除非经济复苏是受到限制的,相当大的应力和应变在SMA创建。超弹性的定义是一个重要的经济复苏后的应变位移与温度高于奥氏体完成温度。积累的驱动压力水平的中小企业的范围可以从100到700 MPa,这远远高与低功耗源驱动器之间20 MPa和70 MPa, 1 MPa和9之间MPa压电致动器。现在一天,不同类型的智能材料已经到达,如铁,镍钛和铜sma材料。具体地说,因为超弹性镍钛记忆合金是最广泛的调查,最大化抗拉强度、高耐腐蚀、force-to-weight比率和生物相容性。由Ni-Ti SMA相变是用作传感器的变化电阻应变测量的属性。此外,铁磁形状sma材料使用基于磁场利用ion-based形状记忆合金。FSMAs可以用作磁敏感性和热敏探测器(9]。sma材料使用在各种技术领域来处理各种各样的问题。特别是,这些合金可以使用组件或作为加固材料建造的。sma材料可用在各种拓扑,包括电缆,波兰人,乐队,致动器,铝箔纸,有时甚至是泡沫。

thermoset-based的杂化复合材料提高了矩阵的异构特性和低变形特性。杂交和更耐用的纤维也是一个概念模型小说混合改善强度性能的复合材料。承载性能增强在使用的石墨烯纤维。混合组成的复合材料的冲击强度S-glass,凯夫拉尔纤维,或石墨/环氧适度增加。由不同的石墨/环氧树脂复合材料包含SMA纤维,另一方面,可以显著改善其力学特性。图2显示了流程的循环嵌入形状记忆化合物与机械过程输出所需的形状。应变率在典型工程材料,包括凯夫拉尔纤维、石墨、玻璃纤维,范围从13到131 MJ / m³,而传统的材料,如铝和铁,范围从0.689到4.13 MJ / m³。先进材料依赖于复合材料,如玻璃/环氧和石墨/环氧树脂,得到能力加强的功能包括SMA和某些其他纤维。蠕变控制,冲击应力,声学特征、振动控制、结构形状和位置控制已完成使用形状记忆聚合物复合材料(10,11]。SMPCs描绘在图的编程模式2。

本文主要揭示了纤维增强和类型对形状记忆聚合物的影响不同的制造方法及其原理。过去的研究分析,应用在不同的场景中已经说明。此外,属性增强的过程技术和数量已经解决了在一个单独的部分。随后,connector-associated需求等要素,SMA加速和减速,热影响,最佳线定位,最好的驱动,和体重的影响时要考虑设计一个矩阵与封装SMA组件。此外,SMP,通过现有的和未来的使用,以及剩余的挑战需要克服所有导致的能力,可以广泛应用于商业流程。

1.1。形状记忆聚合物复合材料的概述

的复杂和危险gold-cadmium合金是第一个这组金属材料也在20世纪被识别。镍钛记忆合金是无毒的,有点贵,他们在1960年代成为了统治阶级的sma材料,在不同范围的产品,12,13]。准备的形状记忆合金的特点是基于以下三个主要特性:(1)重塑的马氏体变形而加热形状记忆合金(2)阻尼和振动特性的马氏体状态(3)奥氏体状态超级sma材料的弹性性质

形状记忆聚合物复合材料(SMPC) mono-way(单向)和dual-way(双向)转换是利用晶体结构中从奥氏体向马氏体(见图3)。晶体结构的变化与上述原子层的交集在原子层的距离。作为响应,热力学稳定的马氏体变体发生在阶段的形态由于SMA是冷冻的立方奥氏体转变温度在任何压力。没有宏观结构变化,因为变化是破碎的四面八方。Self-accommodated马氏体(SAM)是用于描述产生的结构。

时材料经历外部压力,最大的良好导向变化上升没有考虑最小的良好指导,生成detwinned马氏体(图4)。相变可以检查使用热力学,因为这种相变是由吉布斯自由能。马氏体阶段成为了初级阶段遗传算法具有更高的吉布斯自由能比马氏体通用。吉布斯自由能图清晰地显示了GA的平衡态和通用汽车在马氏体转变T₀。冷却过程开始成核和是通过马氏体在一个较低的温度。相反的转换发生在加热,开始在奥氏体开始和终止房颤(奥氏体完成)。

特别是,复合材料是很重要的,因为各种组件相辅相成,促进合作,或增强聚合物复合材料的性能。复合材料对sma材料开发的目标意识,如下:加强钢筋和新颖高效的刺激技术的建立。多才多艺的和自适应形状记忆高分子材料的自修复(14- - - - - -16,减阻17),和折射特性(18- - - - - -22),其他有趣的研究领域。可以使用形状记忆聚合物基质化合物的基质,一个矩阵,粘合剂,或化合物,进行了较为详细的试验研究。仿真模型在预测加固效果起着至关重要的作用尤其自愈功能和先进的子功能,这有助于研究SMA复合结构在多个视图,如不同的维视图和剖视图,和隔离层的视图检查陶瓷、电影、和金属。多用途的复合材料,可以使用SMP,纤维的形式。双向恢复、功能填料或敏感材料和更有用的功能可以实现良好的复合材料。调查SMPC是出于这种明显的需求确定填料的类和数量在一个适当的方式。集的形状记忆聚合物的形状记忆合金如图5。图6全面展示了各种SMPC的可能性。过度的填料降低材料的热特性,导致转变温度下降。一些填充物,而不是增强聚合物复合材料的形状记忆效应,降低最终的形状记忆效应(见图5)。

1.2。刺激的方法

刺激的方法经常用于形状记忆效应的复苏和一些编程操作,除了增强机械和热性能。似乎有一种必要性非热能的反应在不同种类的聚合物复合材料,包括生物医学设备、执行机构和航空航天结构。图6显示不同的新功能,如图像记忆效应和减少的影响形状记忆聚合物由于添加小的填料。电磁、铁磁和光学响应和更精确的和quasi-stimulation方法是至关重要的阶段的实现聚合物基形状记忆复合材料。另一种选择是使用填料提供简单而高效的二次刺激与吸附材料和磁导电SMPC兴奋剂,而且它还可以刺激使用超声波,溶剂和其他方法。

1.3。电刺激

电刺激(ES)是一种非常刺激的准确和方便的方法。利用current-driven形式导致了形状记忆复合材料的大规模增长。隐式导电聚合物仍然没有被发现,导致有限电稳定性和低渗透。当构建一个ES EMPC,几个困难考虑(23,24]。修改后的丝首先构造成一个三维的活跃的网络结构。例如,在磁场下,镍粉形成一个链(25,26),连接短碳纤维和炭黑可以提高导电率(27]。其次,表面活性剂(28)和化学改性通常用于提高加载导体的持续和永久地吸收到聚合物基质。电电阻形状记忆聚合物复合材料的样本Ag / CCF / H-EP为5.4 wt % Ag / CCF激活60 V(下电29日提出了]。

1.4。光刺激

光传输也是一种非接触的刺激,这是最常见的一种实用方法。它是理想的医疗仪器和生物应用程序定期联系刺激是有问题的。有两种类型的方法这两种运输方式:直接和间接转向。自发的氧化还原联系在light-reactive常见形状记忆聚合物,如肉桂酸的cycle-addition反应(28,30.]。然而,随着聚合物没有内在增加温度、电磁热转移只能不经意间完成。磁力驱动器类似于电机,它们解决兴奋剂和矩阵连接问题。其他磁驱动机制到目前为止还没有被记录。

1.5。磁刺激

磁刺激原理对光线刺激方法,因为它直接与SMA取得联系。通过添加软、硬磁材料形状记忆聚合物,我们观察到间接加热的原则。这种加热理想形状记忆聚合物支架植入等医疗设备。同时,这项技术是由一个加热技术,加强结合电磁场和直接加热31日]。要求环境加热是可变的自磁场加热是多变的。材料的感知转换温度从而改变以这种方式。他们还创建了磁记忆效应形成记忆聚合物纳米复合材料通过添加磁性元素SMPCs温度记忆效应(32]。Smoukov等人合成与铁薄膜₃O₄和电解质材料的磁驱动可调实现四预定义的形状(13]。磁刺激就像magnet-induced变形和形状恢复测量(33]。周围的表面温度维持体温(38 - 400°C)即使在区域环境接近800°C,它建议在临床使用巨大的承诺。

1.6。润湿的刺激

溶剂也可以用来加快恢复过程。SMP是与氢的关系或玻璃态转变。smp是修改后的溶剂发现控制形状记忆聚合物。塑化的本质是解决方案驱动的SMP玻璃新系统的实现。由于肿胀和极化的影响,聚合物网络部分逐步软化随着湿度的上升,和玻璃相变热滴。溶剂渗透的速度最大的塑料,如苯基乙烯、环氧树脂等,非常缓慢。愣等人显示在2014年,一个环氧树脂SMP含有十二烷基硫酸钠可能是由水分(34]。

形成记忆的影响所产生的是一种可以抓的帮助下复合材料。Poval纳米聚合物复合材料和氧化石墨在短暂的形式,当加热到一个特定的温度和返回到初始形态(形状)当暴露于水分(35]。SMP的过渡期已经依赖于债券的氢。表面吸附和加热可能会溶解化学键,允许由解冻复苏大分子链部分冻结在氧化石墨烯表面。弹性热塑性聚氨酯与小型化纤维素胡须是包含在聚合物结构增强形状记忆效应(36]。手动创建的裂缝的SMP获得可调的疏水性。一个新的SMP复合(SMPC)合成了37],沾着一层聚氨酯小型化胶原纳米晶体增强炭黑的骨架,从而实施冻结形状。它可以通过使用热,潮湿,和各种其他刺激。聚氨酯是一种熵的弹性系统在上面的三种情况。然而,它并不具有形状记忆效应。这个系统仍然冻结后的纳米尺度的结构能够形成氢的债券,它表现出形状记忆的影响,这表明功能下降到一定形状的发展措施。

SMP的基本概念进行了讨论,但没有给出细节。本文的结果,大多数是致力于一个共同的话题,可以观察到在每一个SMP分析。仿真方法,SMP的一个至关重要的资产,不是在这一节中讨论。形状记忆聚合物,广泛用于工业,是基于相变。驱动机制是有限的,如果创建复合材料。通过切换的过程和中小企业分类,SMP可分为分子/超分子开关和物理结合。smp可分为mono-way或dual-way基于中小企业的方向性,如dual-way形状记忆效应,只有被记录在形状记忆合金,或双形状记忆效应或multishape记忆效应,基于恒定的数量配置(图4)。似乎有很多微妙的变化。他们的重点是多个形状记忆聚合物物理结合。它是高效和完善的工业应用。基于热力学,中小企业驱动方法如图7。

1.7。中小企业的原则

smp玻璃化转变的中小企业主要是与下面的配置材料:连续阶段维持自然结构的结构性能和硬化和软化的双向阶段,根据分子动力学。双向舞台的形状可以维护当温度低于Tg地区。另外,热力学弹性使聚合物基体返回对其初始化阶段。固相电路确保位移是单向的,外部压力不会导致粘性流动。物理键和化学键与热塑性和热固性形状记忆塑料,相应。保留这样的自然形态可以保证只要Tg带固体的阶段是高,柔软和放松不需要发生在与元素的使用环境温度。软化和硬化可能发生的温度变化因为低范围的双向组件Tg,在更高的温度,它有一个高的变形能力。

1.8。SMPC行动的进程

因此,形状记忆效应包括产品和生产的影响。smp的相变原理允许他们适当说明标准线性固体模型的帮助下(SLS模型)对smp的循环。为每个州提出了stress-strain-temperature曲线位置是最相关的。研究人员演示dual-SME快速编程,短暂的复苏,和空载31日]。最明显的识别形状记忆聚合物的机械特性。温度和聚合物表现出粘性最佳活动一般弹性行为相对较低的温度,表明粘度具有强烈的依赖于温度。粘度波动最大的和一个较小的量化值阶段转换时期。最初,阻尼器的加热后粘度下降到几乎无法探测的水平,和发生蠕变的影响领域获得所需的形状。

液体的粘度急剧增加,而形状由应用刺激,保存和温度降低环境温度下转变。一旦外力撤销,编程的形状是相同的,除了一个小一般弹性反应,形状施工已经完成。的粘性阻尼器减少远远超出加热温度的交叉范围时,返回到其自然特征和解决方案。这个定义描述了形状记忆效应的重要机械机制,它是具有挑战性的一个准确的描述程序的细节,因此呈现改善粘弹性建模困难。

形状记忆聚合物的复苏过程可能会传播一个外力,SMA似乎有推进性能。然而,能量存储在由机械变形在计划阶段,这个过程和外部刺激是需要打开开关。因此,当我们讨论刺激之后,我们避免使用术语“驾驶技术”,这是容易矛盾。以上,热的形状记忆周期编程,其次是热复苏,dual-SME没有负载,和热编程,已被用来确定中小企业是积极的还是消极的,通常是通过定义各种象征形状记忆循环指标,如紧固和检索率。固定利率的降低是由两部分组成:广义弹性结构修复由于来消除压力因素之后,在扩展存储过程和冷恢复。寒冷的复苏通常是影响材料的性质及其加载情况下,如化学环境外力和湿度。快感冒恢复发生更大的外部压力和更大的能量,移动到前面的形状(24,38,39]。复苏还可以由周围的环境条件,如水分。恢复的速度是受温度的影响。此外,附件和回收率显示材料的有效性在一定形状记忆循环。他们是受到压力的影响,阐释量温度,时间,甚至常应变率。

1.9。建模

Brinson的stress-temperature相图模型描述,(40)的转变温度在零压力是由边界温度的方向的十字路口。在一个图表,有区域反映的纯相位和地区展示许多阶段[D]的共存。转变温度是不断变化和紧张。CA和CM的压力贡献因素是代表奥氏体和马氏体的斜坡段线路,适当,以及整体的压力和温度变化的后果。临界压力的完成并开始,分别表示和 。SMA功能可能不同体积分数。温度引起的成双成对的马氏体和应激detwinned马氏体分类用于边坡行为(见图8)。

马氏体的最终体积计算如下:

压力的影响在detwinned马氏体体积分数,术语 , 和代表了马氏体的初始状态。

代表了E弹性模量和热膨胀青年估计价值规则的混合物。

变换系数如下:

detwinned马氏体转换的条件如下:米_年代<T(41]。

奥氏体转变的条件如下: 在哪里和马氏体的体积分数是应激。

1.10。微分型本构关系

形状记忆合金纤维受到一个弹性极限,增加和压力的关系用变形来表示如下:和压力诱导马氏体网站在初期和热膨胀,分别为(42]。

和是非常数的材料函数。

形状控制使用的表达式如下:

体积分数可以表示为受马氏体与压力的影响因素。

替代在上面的变形方程:

压力可以取而代之 。

1.11。传热公式

对于致动器应用程序,可以驱动形状记忆合金在应用程序的焦耳加热电压。首先,热阻与热焓(H),热容(C_p)和对流热传递(h)的转换相奥氏体相的马氏体相的反映在温度方程建模的形状记忆合金(43,44] 在哪里米,T_一个,代表质量,环境温度,分别和导线的电阻。奥氏体的体积分数和马氏体的体积分数是用来确定形状记忆合金线的阻力。

冷却表达式如下:

1.12。smp的应用程序

本文回顾专注于高分子形状记忆合金及其增强复合材料。1960年,PE热收缩管的首次大规模应用获得了形状记忆聚合物。目前,尼龙和聚苯乙烯材料用于制造收缩管(45,46]。热收缩管由良好的宽容,和温度特性加强水土流失预防和更好的绝缘阻燃性属性。有一个巨大的空间形状记忆聚合物的使用,因此,他们被拉到最近的研究活动。

研究人员理解聚合物基复合材料的行为,如SMA,依靠他们来设计应用程序。最初,我们将看两相形状记忆聚合物,这有很多有益的特点和密切检查。最重要的事实是它展示标准复苏是负载释放的过程,和形状记忆聚合物必须从过渡形状转移到本国形状除非他们重新配置。尽管刺激在恢复过程中是广泛的,另一个运动限制了他们的使用。出于这样的原因,主要是单向变形被认为是在捏造形状记忆聚合物。这类技术的一种重要形式是解决运输困难,运输的灵活性和恢复操作所需的形态在某些时期,如地理结构和增长轻突兀的操作设备。Self-arrangement结合冷编程操作条件下形状记忆聚合物的另一个重要方面。在这个场景中,形式恢复被用来使仪表和对象从累积塑性变形恢复中使用,从而增加持续时间的生活。天然聚合物也弹性粘弹性材料,这意味着他们有正常的粘弹性特征没有振动和粘弹性时激活。这是应该考虑工业应用。 As biomolecule materials, SMPs’ programming and restoration too are creeping phenomena, keeping their shape memory characteristics over time. Similarly, the reaction time confers low impulse to smart structures made of shape memory polymers, however, it also limits applications requiring instantaneous reactions.

虽然形状记忆聚合物也限制较小的热性能和特定的治疗机制,形状记忆聚合物基复合材料成为特别有益。smp用于航空领域,因为他们的结构特性,如明显的延性,低重量,和广泛的固定利率。韧性,耐久性比,疗愈力量,和其他biocomposite热方面的材料可能是大大提高了保持上述特性。形状记忆聚合物大多采用电器、括号、高光在生物医学设备应用程序。体内SMP智能结构的应用,如内窥镜仪器,需要刺激避免直接接触,这是经常通过修改化合物的被动过热。基板、传感器、能量收集器,软电子配件都是由形状记忆聚合物。智能纤维和其他应用程序受益于形状记忆聚合物基复合材料。

1.13。航空应用

形状记忆材料获得了大量的利益,因为优秀的稳定变形的标准功能。一个航空航天组件已扩大设计与计算机锁定结构是著名的例子(47]。先前的调查的新结构新材料在航空和各种应用程序的铰链,空间扩大。他们主要是用形状记忆合金作为驱动因素(48]。形状记忆合金已经挑战作为结构部件,由于高密度,他们必须支持通过轻量级板或金属材料,使设计非常困难和麻烦选择相关的结构组件。

如果sma材料的形状记忆特性发现不足或其组合的结果,smp成为解决冲突领域的大人物。研究人员有效地获得概念的基本设计理念的变化通过评估SMA纤维增强smp的特点。形状记忆聚合物复合材料可能形成主要扩张矩阵设计,从而实现控制的集成机制和结构材料由于低密度,硬度高,和巨大的扭曲49]。使用SMP聚合物基复合材料在航空和航天领域密切研究,应该考虑和注意事项。在这篇文章中,我们将设计思想的进一步的细节和解释几种常见用途,如大规模扩展。

大气中甚至比在太空的条件。聚合物和其他生物分子将退化的更严重的原子氧和紫外线辐射比金属和陶瓷和暴露在温度剧烈变化,导致聚合物质量损失,在动态特性退化,甚至full-impaired函数(50,51]。作为结论,space-specific smp精心挑选和确认。这种研究不仅为形状记忆聚合物必须补偿标准问题,包括收缩、成分改变,修改和弹性,而且形状记忆电压下降。已经表明,玻璃纤维增强聚合物和氰酸酯酰化形状记忆聚合物可以承受残酷的环境空间。Polyimide-based形状记忆聚合物也被认为是潜在的替代品可能发展的smp环境中因其显著的热力学和化学灵活的属性特征。当制造形状记忆聚合物复合材料、添加剂与大空间敏感性,如碳材料和玻璃纤维,应该使用。需要特殊的设计考虑与材料掺杂时动态的物理化学特性,如化学外加剂,以避免某些动态品质被宇宙射线的影响。

1.14。生物医学应用

弗农et al。52]在上个世纪的第四个十年smp非常适合应用在生物医学仪器和植入物。首次引入了smp发明脱氮。聚合物,与金属合金相比,有更好的恢复力量和生物的灵活性。一些弹性的聚合物,如聚乙烯、聚氨酯、聚酯异氰酸酯,丙烯酸,可以毁灭的有机体。形状记忆聚合物的控制方法可以丰富发展轻质结构。光导航和磁导航的两个他们允许更大的控制。形状记忆聚合物有很多潜在的应用部署在器官内的医疗工具,因为这样的两个品质。报道在技术演示和实验报告,形状记忆聚合物和相关结构组件是用于各种生物医学设备。矫正技术人员、医疗线程,心血管支架、动脉瘤高光,血栓清洁工都是他们的应用程序的例子。巴克利et al。53)发明了新的plant-shaped和泄气的球形的手术设备与电磁兴奋剂SMP和SMP泡沫可能会令人生畏地扩大在生物磁致伸缩的刺激。实现IR-stimulated形式复苏,它提出了形状记忆聚合物可以裹着一层纤维(54]。那些为smp铺平了道路的中间控制技术应该用于外科手术器械。铁磁形状记忆材料开发药物溶解机制基于传统加热激活使用double-Cu-coated聚酰亚胺。

Lendlein et al。55)开发了一种外科线程组成的形状记忆聚合物转化在接近人体温度。动物实验显示,当温度上升到410°C,缝合恢复其形状,关上了医学的伤口。支架可能会延伸至金属解决常规问题的形式,限制医学缩小运输动脉。盛大创造了透水支架,改善修改所需的质量和显微外科心脏病手术更方便。可分解的smp描述为尿道支架可以使引导政府和解体。然而,他们开发了一种指令加载结构建立了聚合物基复合材料的单步和多步复苏和形状一致的释放的有效载荷。曹等人熔融纺丝生产SMP线程用于利用聚合物口腔正畸学基础弹性聚合物。在矫正实验,得出结论:smp的力量足以伸直矫正牙齿,它有一个平衡的恢复力近50 gf (56]。

动脉瘤线圈是由Hampikan et al。57)使用SMP补充标准铂乐队和防止动脉瘤实际上因为生理上的阻力。钽的SMP混合填料改善x光隔离的属性,允许x射线图像连续一段SMP线圈。根据实验测试,血流不影响线圈。在医学支架装置,计量的磁铁矿纳米粒子用于提高磁共振(MR)的透明度,光谱(58]。是描述一个聚氨酯泡沫能有效地使闭塞动脉瘤在动物实验。建立一个厚膜内部主要的泡沫爆炸密封最动脉瘤的脖子。小和他的同事创造了一种新颖的过滤设计使用支架和聚氨酯(59]。安排了识别和治疗具有挑战性的广口动脉,和两部分的smp。使用可扩展的SMP泡沫开发出一种新形式的动脉瘤栓塞的架构。安克雷奇是由铂线圈,形状记忆聚合物泡沫被夸大了其初始体积大约150倍。埃尔南德斯等人。60)创建了一个新的止血设备组成的SMP泡沫,可以迅速填补受伤和完成闭塞和消毒。设备的膨胀力相对较低。因此,不会有二次伤口伤(61年]。

1.15。主动和被动振动控制

为了减少振动,形状记忆合金主要是挑战在复合结构。振动控制使用形状由于滞后效应。SMA混合复合结构的振动模式和具体的阻尼能力署非常影响SMA复合材料设计参数(62年]。振动可以控制通过改变结构的刚度和调整频率响应。马氏体转变的弹性变换是完美的。各种不可逆过程,如晶体缺陷和位错移动,能量消散。当可怜的固有阻尼是发现在奥氏体阶段,austenite-martensite接口的增长导致缺陷,热机械的相互作用的一个重要来源。

以下是描述的振动控制的被动模式和主动模式。振动规范使用特征可以由多个系统调整的主动振动控制技术。由一个单独的参数是SMA的加热,采用热或外部加热环境。固有频率是通过材料的刚度。随着温度的升高超出了成就奥氏体温度,形状记忆合金的硬度提高和低刚度马氏体状态转换成特定强度奥氏体。因此,处于积极状态,SMA复合材料的刚度和自由振动上升。Active属性调优(APT),用于改变固有频率是由这种技术63年]。将整个复合预应变sma材料的固有频率会显著改变。刘等人。64年)使用一个平衡的玻璃纤维(0/90)/环氧梁(25×200×1.5毫米³镍钛诺SMA)嵌入0.5毫米。固有频率没有大幅提高SMA丝的数量增加,虽然在双重阻尼浓度上升的情况。因此,产品化阶段发生在马氏体转变为奥氏体,反之亦然。此外,预应力SMA电线驱动时,产生的广泛的拉应力增加碳和玻璃纤维的固有频率。

确实低振幅振动的频率和振幅的恢复压力和韧性。它可以改变通过调整恢复使用SMA加热压力。Bidaux et al。65年,66年)看着一个复合的振动特性(聚合物/环氧树脂)与一定比例的吨位集成镍纤维和预应变的5卷。%。罗杰斯et al。67年)使用环氧树脂层压板基本传感器安装在混合复合材料。石墨/环氧树脂/形状记忆合金混合复合材料的固支梁(2.03×82.2×0.01厘米³)亚音速structural-acoustic传输稳定。

钱德拉(6]研究了袖子的角色石墨/环氧树脂复合材料梁的形状记忆合金植入。形状记忆合金是连着的袖子。袖子结束通过电阻加热能量。结果,第一固有频率是注意到植入的形状记忆合金线(2卷。%)和大量增生的22%。与嵌入SMA体积比例不到8%,加薪的基本频率23%测试中可观察到的复合轴直升机。NiTiCu形状记忆合金来改变固有频率在360赫兹国家结核控制规划的凯夫拉纤维/环氧树脂复合轴SMA在100°C(450赫兹68年]。

1.16。被动振动

该方法用于管理的振动在缺乏外部电源控制操作参数。应用外部压力超过临界压力时,它可以通过使用超弹性SMA的滞回特性。滞后环和一个大的循环区域有很多固有阻尼材料。为了避免因振动复合故障,抑制聚合物复合系统需要大量的材料。SMA复合材料的阻尼是受设计参数的影响,如分子间的相互作用和组成材料的体积分数。古普塔et al。69年]研究了复合梁的阻尼能力的形状记忆alloy-embedded pseudoelastic光纤和匹配到钢丝放在的位置形状记忆合金。GFRP嵌入与钢丝的阻尼比增加近两倍的钢丝与GFRP嵌入。

1.17。健康监测

SMA的长时间的制定,包括智能材料,如聚偏二氟乙烯和压电陶瓷,用于照顾健康使用传感性能的复合材料。这些遥感变量用于聚合物复合结构的健康状况进行评估,是否显式或隐式。SMA作为传感器的使用取决于断裂韧性的变化引起部分转换。为了测试这种材料的传感特性,崔等人探讨了战略位置图电阻波动和应变在形状记忆合金(70年]。确定赔偿SMACs,测量某些独特的属性。Nagai et al。71年)演示了通过监测电阻的波动嵌入形状记忆合金可用于杂化GFRP评估损害的程度。Pseudoelastic SMA是常用的监测。电阻的变化有时是评估作为总应变的目的。镍钛诺的高电阻率使它适合用作传感器与惠斯登电桥的支持。镍钛诺会感觉温度和应变,它可以用作双模传感器。内嵌入传感器组合,包括光纤,可导致早期失效。利用骑兵的传感器和装饰复合的结构属性是智能复合材料结构的设计要求。感知系统是一个术语,用来描述这些类型的设备。整个的传感器是一个关键组成部分。

损伤检测和跟踪可以通过抗感知。损失评估和位置所需的健康监测。损坏的位置可以很容易地显示图形的电导率值超过一个地区。SMA电线有各种各样的颜色。从−转变温度低30°C + 10°C,和应变传感器曾72年]。的创建与感知的自适应系统复合材料板导致好的结果。相比传统应变仪,仪表灵敏度较高。然后,玻璃纤维聚合物复合嵌入式pseudoelastic电线,耐药性监测,取决于损伤的位置(73年]。平托et al。74年)使用成像技术来检测损伤SMA复合材料或其他动态工作负载造成的影响。提供了外部磁场传感作为结构健康监测能力植入Fe-based电线的磁性形状记忆合金(MSMA)。MSMA线、有限的相变发生在网站的损害。田野穿过受损的斑点是由这些phase-transformed修改的地方(75年- - - - - -79年]。损伤的检测是通过使用磁场线(80年]。

2。结论

sma材料是高度相关的研究中,讨论记忆聚合物复合材料及其影响。它是由材料的属性和外部因素。这一原则可以用来驱动他们的设计,特别是在活跃的变形事件。因为不同的重点工程和科学相关的材料,这手稿专注于探索形状记忆行为和他们的能力在准备满足的形状记忆聚合物复合材料的静态和动态特性。在这个方向,建模为SMA和SMA-reinforced复合材料研究。形状规则,刚度调整、振动控制、损失预防、意识和健康监测应用程序得到了很大的关注。以下的结论:

形状记忆聚合物的性能和应用范围已经大大扩大主要是形状记忆聚合物复合材料的生产。SMPC材料的增长已经检查对应用和化学功能。修复方法已发现纠正或避免SMP中的缺陷,如小力作用和限制刺激方法,允许使用SMPCs在一系列领域,如航空航天和医疗(81年- - - - - -87年]:(我)样本的提出应用复合材料和基体材料的弹性模量时应考虑选择一个矩阵形式的材料形状记忆聚合物复合材料。(2)规范定制的刚度和提供所需的驱动功能,界面结合是至关重要的。(3)达到同样的效果,电线的合适位置内的形状记忆合金复合结构者优先。(iv)SMPCs是刺激的电刺激方法,最大的和潜在的应用程序,这是广泛利用。(v)尽管重要和积极的进步,我们必须承认,电动驾驶仍在发展中。(vi)没有发现报道SMP的制备纳米复合材料在电刺激设备和嵌入式阻力电影取暖。(七)插入sma材料层压板内,例如,可以提高阻尼特性。形状变形可以通过调整完成弯曲特征或控制简单的应变(定位线的形状记忆的中性轴或飞机SMPC)。sma材料可以作为连续缝合通过有效关闭裂缝加固厚度。(八)温度控制(保持低于转变温度的形状记忆合金)是强制性而合成的SMPC避免特定的设备。(第九)必须维护温度低于形状记忆合金相变点的合成SMPC时避免使用特定的设备。(x)不连续的形状记忆合金是有效的提高材料的属性主动模式或磁场或电场下的被动模式。(十一)整个矩阵必须在主动模式运营的高度导电电阻加热的方法。然而,为了避免因暑热聚合物基质的降解,转化温度可能不是太高。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果都包含在这篇文章。应进一步数据或信息需要,他们可从相应的作者。

信息披露

本研究进行的就业Jimma大学埃塞俄比亚。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者欣赏技术援助来完成这个实验工作从Jimma理工学院,Jimma大学,埃塞俄比亚。作者感谢Saveetha工程学院,钦奈,技术援助的支持来完成这个实验工作并编写草案。