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[信息] 日本造出直径2cm的记忆合金棒材,可弯曲机翼/旋翼指日可待

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发表于 2013-10-1 08:55:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
【日经BP社报道】
日本东北大学研究生院工学研究科金属前沿工学专业的助教大森俊洋和教授贝沼亮介的研究小组发现了一种“异常晶粒生长现象”:在不到900℃的温度区域对铜(Cu)基形状记忆合金实施冷却和加热循环处理时,晶粒生长速度会显著加快(见图)。利用这种现象,便可将铜基形状记忆合金的用途从以前仅限于截面尺寸(棒材为直径,板材为厚度)约为1mm以下的产品扩大至截面尺寸为数cm的产品。

131001cu.jpg
       形状记忆合金具有超弹性及形状记忆特性,广泛用于医疗器械及家电产品等的部件。该研究小组曾开发出一种比普通钛镍(Ti-Ni)基形状记忆合金更容易制造的新型铜基形状记忆合金——铜铝锰(Cu-Al-Mn)形状记忆合金。2011年3月,利用其超弹性特性的指甲矫正器被投放到市场。


       该研究小组开发的铜铝锰形状记忆合金具有晶粒尺寸相对于部件尺寸越大、超弹性就越好的特性。不过,通常的晶粒生长法在加大晶粒方面存在极限,因此,以前这种形状记忆合金只能被用于截面尺寸约为1mm以下的产品。


       利用此次发现的异常晶粒生长现象,只需对成型后的部件实施相应的热处理,即可获得粒径为数cm的大晶粒。因此,这种方法也适用于大量生产。(记者:池松 由香,《日经制造》)

 楼主| 发表于 2013-10-1 09:04:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 54169 于 2013-10-1 09:10 编辑



X机翼早就有的概念,,受制于记忆合金材料一直无法实现,现在快了。

 楼主| 发表于 2013-10-1 09:04:09 | 显示全部楼层
本帖最后由 54169 于 2013-10-1 09:05 编辑

目前,直升飞机技术发展迅速,但受制于记忆合金材料,目前的的记忆合金材料都是小片的,每片可变形程度有限,需要多片层叠,而这样的 大型记忆合金件的出现,可以让形变尺寸和程度成数量级增加,复杂和造价都下降多了,可挠机翼的实现指日可待。
可挠机翼,可以用在固定翼飞机上,这样,就无须前后缘襟翼了,而是机翼整体剖面变动,对于减轻阻力和机翼重量有好处,但不是决定性的。

用在直升机旋翼上,可以实现无变距操纵系,原来用桨叶根部整体扭转的方式实现变距,现在可以用桨叶不动而桨叶内部剖面变动,实现各种高效操纵,安全性高,重量噪声都下降。但也不是决定性的。

决定性的是X机翼,X机翼是旋翼和机翼合一的系统,可以以旋翼方式转动,也可以是固定翼方式,两者转换时,一半的叶片(2片),需要前后缘扭转,也就是旋翼的前缘变机翼的后缘,机翼扭转程度很大。当然里面也可用直线电机,但直线电机的动作简单且重量大,有损毁危险,不如记忆合金可靠。现在的大型机翼合金棒材的出现,一举解决了以上问题,可变剖面机翼和旋翼轻松实现。这对于高速直升机和超音速客机等至关重要。

 楼主| 发表于 2013-10-1 09:28:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 54169 于 2013-10-1 13:55 编辑

http://wenku.baidu.com/view/9b057c0dba1aa8114431d9d7.html
形状记忆合金在航空工业中的应用研究进展

看文章就知道,传统的记忆合金只能做线材和薄膜,需要许多元件缠绕或叠层,棒材则只需要一根,结构和操纵控制系简单,更重要的是工艺性良好,便于大批量生产。
发表于 2013-10-6 15:27:18 | 显示全部楼层
楼主也太乐观!靠记忆合金想解决这么硬 性的问题也太硬性了,实忒的旋翼想变形那么大也不现实啊!
发表于 2013-10-7 12:19:17 | 显示全部楼层
redsock2009 发表于 2013-10-6 15:27
楼主也太乐观!靠记忆合金想解决这么硬 性的问题也太硬性了,实忒的旋翼想变形那么大也不现实啊!

能记忆是因为线材和板材有回旋空间,而实忒的则没有这个空间,因此困难重重啊!
 楼主| 发表于 2013-10-7 13:19:43 | 显示全部楼层
刚性旋翼和可变剖面机翼都有50年左右的历史了,其气动和结构都已经研究透了,只是变形材料问题卡住了,一种是用直线电机变形,缺点是重量太大且可靠性低。一种用压电晶体,缺点是形变量太小,需要大量曾叠。90年代以后航空界看中的是记忆合金,最近几年的研究都在此上,现在是唯一技术路线,日本人的技术解决了材料短板,而气动和结构都不是问题,所以刚性旋翼和变剖面机翼真是指日可待了
 楼主| 发表于 2013-10-10 09:53:06 | 显示全部楼层
刚性旋翼是个独立的整体部件,其内部的气动结构材料和控制都是高度紧密一体化的,但与外部机身的联系则相对简化。这样,一副刚性旋翼研制出来,搭配不同的机型是可能的。尤其是直升飞机(Heliplane)——固定翼和旋翼结合的飞行器。刚性旋翼的根部比较粗大,与桨毂可以一体化,那么制造一 个大圆盘,圆盘内设置盘式电机,就是一个独立的旋翼系。这样的旋翼系排列组合,可以形成多种构型的直升飞机.

发表于 2013-10-10 10:40:18 | 显示全部楼层
估计这材料即便开发出来也死贵,伤不起啊。。。哈哈。。。
 楼主| 发表于 2013-10-10 11:18:31 | 显示全部楼层
zshyf_h 发表于 2013-10-10 10:40
估计这材料即便开发出来也死贵,伤不起啊。。。哈哈。。。

你没看清楚,里面用的说廉价金属,以前的确用铂金银等材料,还有铋之类稀有金属,现在是廉价材料和热物理工艺,所以不贵,而且几公分的直径,足以让单元件起作用。
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