[发明专利]一种双向致动力输出形状记忆合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形状记忆合金及其制备方法，特别涉及到一种双向致动力输出形状记忆合金及其制备方法。

背景技术

现有的形状记忆合金大多数为单向形状记忆合金，只能在加热时由马氏体状态的低温形状转变为母相奥氏体状态的高温形状。当由母相奥氏体通过降温到低于马氏体相变温度后，单向形状记忆合金并不能自动恢复到初始的马氏体低温形状，因此单向形状记忆合金只能用于单向致动力输出的场合。

在需要双向致动力输出的场合，通常的解决方法是添加偏置弹簧，在温度下降后，利用偏置弹簧将单向形状记忆合金恢复到低温形状。或者，利用双向形状记忆合金。

双向致动力输出形状记忆合金应用非常广泛，以双向形状记忆合金制成的弹簧为例，把这种弹簧放在热水中，弹簧的长度立即伸长，再放到冷水中，它会立即恢复原状。利用双向形状记忆合金弹簧可以控制浴室水管的水温：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。也可以制作成消防报警装置及电器设备的保安装置。当发生火灾时,双向形状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。还可以把用双向形状记忆合金制成的弹簧放在暖气的阀门内，用以保持暖房的温度，当温度过低或过高时，自动开启或关闭暖气的阀门。双向形状记忆合金的形状记忆效应还广泛应用于各类温度传感器触发器中。

双向致动力输出形状记忆合金若采用偏置弹簧方式会导致系统的集成度下降，并且增加系统的复杂度和成本，同时也会提高系统的安装和调试难度。

双向致动力输出形状记忆合金若采用双向形状记忆合金，由于双向形状记忆合金是通过反复的锻炼人为的制造残余应力来实现低温时由母相奥氏体形状向马氏体形状的转变。这种双向形状记忆合金的形状变化范围小，可输出作用力不足，且随着循环次数的增加，双向形状记忆效应迅速衰减。因此应用范围受到了极大的限制。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中双向致动力输出形状记忆合金要么集成度低、成本高、安装调试难度大，要么性能低。

为解决上述问题，本发明提供一种双向致动力输出形状记忆合金的制备方法，包括：

提供单向形状记忆合金；

在所述单向形状记忆合金的预设区域沉积镀膜，所述镀膜的热膨胀系数与所述单向形状记忆合金的热膨胀系数不同。

进一步，所述镀膜的热膨胀系数小于所述单向形状记忆合金的热膨胀系数。

进一步，沉积镀膜的方法为PVD、CVD或者原子层沉积法。

进一步，单向形状记忆合金为镍钛合金、铜基单向形状记忆合金或者铁基单向形状记忆合金。

进一步，镀膜为SiO₂或者Si。

进一步，镀膜为SiO₂，在150-300℃下，采用PVD法进行沉积。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

1)镀膜可以利用PVD、CVD或者原子层沉积法等成熟技术实现，加工难度低，成本低；

2)镀膜工艺与微制造工艺兼容性好，有利于在微机电系统中的应用。

本发明还提供一种双向致动力输出形状记忆合金，包括：

单向形状记忆合金；

镀膜，所述镀膜粘附于所述单向形状记忆合金的预设区域，且所述镀膜的热膨胀系数与所述单向形状记忆合金的热膨胀系数不同。

进一步，所述镀膜的热膨胀系数小于所述单向形状记忆合金的热膨胀系数。

进一步，单向形状记忆合金为镍钛合金、铜基单向形状记忆合金或者铁基单向形状记忆合金。

进一步，镀膜为SiO₂或者Si。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

有本技术方案具有以下优点：

1)镀膜厚度小，整体尺寸小，系统集成度高；

2)镀膜与单向形状记忆合金可以作为整体方便的集成到系统中，安装难度低；

3)形状变化的范围可通过镀膜的厚度及材料来控制；

4)性能好，形状记忆能力强，可循环次数多。

附图说明

图1是本发明第一实施例中双向致动力输出形状记忆合金的制备方法的流程图；

图2是本发明第一实施例中双向致动力输出形状记忆合金在低温马氏体相时的形状的示意图；

图3是本发明第一实施例中双向致动力输出形状记忆合金在高温奥氏体相时的形状的示意图。

具体实施方式

现有技术中双向致动力输出形状记忆合金要么集成度低、成本高、安装调试难度大，要么性能低。