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形状记忆镁合金 可用于宇航及医疗领域
来源:中国镁质材料网    时间:2016-8-1 12:14:50

  日本东北大学2016年7月21日宣布,成功开发出了具有形状记忆特性的镁合金。这种合金比原来的形状记忆合金(镍钛诺,Nitinol)减轻约70%,有望应用于航空航天材料等要求轻量性的工业产品,以及扩张支架等医疗器具。

  此次,研究人员着眼于在镁(Mg)中添加钪(Sc)的Mg-Sc合金可获得体心立方结构(bcc)这一点,开始研究如何利用这一相变态使镁合金实现高功能。研究发现,bcc型Mg-Sc合金会引起马氏体变态,表现出形状记忆特性(超弹性效应)。对于Mg-20 at% Sc合金,已确认在-150℃低温下显示出了4%以上的超弹性变形。

  以前虽然在钛镍类、铜类、铁类、镍类、钴类、钛类等多种合金中发现了形状记忆特性,但在以镁等轻元素为主体的超轻合金中还没有发现。

  在火箭及宇宙飞船等领域,形状记忆合金可用于振动吸收部件以及可自己展开的支架,近年来备受关注。另外,一般来说,火箭减轻1kg可使发射成本降低100万日元,因此相关企业非常需要火箭材料及部件实现轻量化。而形状记忆镁合金的质量比以往合金的记忆合金轻70%左右,而且具备比以往的镁合金更高的强度及延展性,因此有望应用于航天领域,尤其适合作为需要在低温下使用的材料。

  此外,形状记忆镁合金还非常适合用于扩张支架等医疗器具领域。超弹性支架不仅柔软,同时具有形状保持性,便于向血管内输送及留置,但永久性留置很可能导致血管再次狭窄。而镁具有生物体分解性,因此研究人员还考虑将其用于生物体分解性超弹性镁支架等高功能支架。

  为了使此次开发的合金投入实用,日本东北大学预定今后实施相关评测,验证优化合金成分对工作温度上升及生物体适合性等带来的影响。此次研究成果已于2016年7月22日刊登在美国科学促进会(AAAS)发行的科学杂志上。

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