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形狀記憶鎂合金可用于宇航及醫療領域
2016-08-16

    日本東北大學2016年7月21日宣布,成功開發出了具有形狀記憶特性的合金。這種合金比原來的形狀記憶合金(鎳鈦諾,Nitinol)減輕約70%,有望應用于航空航天材料等要求輕量性的工業產品,以及擴張支架等醫療器具。   

    此次,研究人員著眼于在(Mg)中添加鈧(Sc)的Mg-Sc合金可獲得體心立方結構(bcc)這一點,開始研究如何利用這一相變態使合金實現高功能。研究發現,bcc型Mg-Sc合金會引起馬氏體變態,表現出形狀記憶特性(超彈性效應)。對于Mg-20 at% Sc合金,已確認在-150℃低溫下顯示出了4%以上的超彈性變形。   

    以前雖然在鈦鎳類、銅類、鐵類、鎳類、鈷類、鈦類等多種合金中發現了形狀記憶特性,但在以等輕元素為主體的超輕合金中還沒有發現。   

    在火箭及宇宙飛船等領域,形狀記憶合金可用于振動吸收部件以及可自己展開的支架,近年來備受關注。另外,一般來說,火箭減輕1kg可使發射成本降低100萬日元,因此相關企業非常需要火箭材料及部件實現輕量化。而形狀記憶合金的質量比以往合金的記憶合金輕70%左右,而且具備比以往的合金更高的強度及延展性,因此有望應用于航天領域,尤其適合作為需要在低溫下使用的材料。   

    此外,形狀記憶合金還非常適合用于擴張支架等醫療器具領域。超彈性支架不僅柔軟,同時具有形狀保持性,便于向血管內輸送及留置,但****性留置很可能導致血管再次狹窄。而具有生物體分解性,因此研究人員還考慮將其用于生物體分解性超彈性支架等高功能支架。   

    為了使此次開發的合金投入實用,日本東北大學預定今后實施相關評測,驗證優化合金成分對工作溫度上升及生物體適合性等帶來的影響。此次研究成果已于2016年7月22日刊登在美國科學促進會(AAAS)發行的科學雜志上。

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