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日本東北大學(xué)在日前宣布，成功開發(fā)出了具有形狀記憶特性的鎂合金。這種合金比原來(lái)的形狀記憶合金(鎳鈦諾，Nitinol)減輕約70%，有望應(yīng)用于航空航天材料等要求輕量性的工業(yè)產(chǎn)品，以及擴(kuò)張支架等醫(yī)療器具。
此次，研究人員著眼于在鎂(Mg)中添加鈧(Sc)的Mg-Sc合金可獲得體心立方結(jié)構(gòu)(bcc)這一點(diǎn)，開始研究如何利用這一相變態(tài)使鎂合金實(shí)現(xiàn)高功能。研究發(fā)現(xiàn)，bcc型Mg-Sc合金會(huì)引起馬氏體變態(tài)，表現(xiàn)出形狀記憶特性(超彈性效應(yīng))。對(duì)于Mg-20 at% Sc合金，已確認(rèn)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(fā)現(xiàn)了形狀記憶特性，但在以鎂等輕元素為主體的超輕合金中還沒有發(fā)現(xiàn)。
在火箭及宇宙飛船等領(lǐng)域，形狀記憶合金可用于振動(dòng)吸收部件以及可自己展開的支架，近年來(lái)備受關(guān)注。另外，一般來(lái)說，火箭減輕1kg可使發(fā)射成本降低100萬(wàn)日元，因此相關(guān)企業(yè)非常需要火箭材料及部件實(shí)現(xiàn)輕量化。而形狀記憶鎂合金的質(zhì)量比以往合金的記憶合金輕70%左右，而且具備比以往的鎂合金更高的強(qiáng)度及延展性，因此有望應(yīng)用于航天領(lǐng)域，尤其適合作為需要在低溫下使用的材料。
此外，形狀記憶鎂合金還非常適合用于擴(kuò)張支架等醫(yī)療器具領(lǐng)域。超彈性支架不僅柔軟，同時(shí)具有形狀保持性，便于向血管內(nèi)輸送及留置，但永久性留置很可能導(dǎo)致血管再次狹窄。而鎂具有生物體分解性，因此研究人員還考慮將其用于生物體分解性超彈性鎂支架等高功能支架。
為了使此次開發(fā)的合金投入實(shí)用，日本東北大學(xué)預(yù)定今后實(shí)施相關(guān)評(píng)測(cè)，驗(yàn)證優(yōu)化合金成分對(duì)工作溫度上升及生物體適合性等帶來(lái)的影響。此次研究成果已于2016年7月22日刊登在美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)(AAAS)發(fā)行的科學(xué)雜志上。
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