應(yīng)變玻璃合金是航天產(chǎn)業(yè)重要彈性材料 研究開發(fā)意義重大

　　應(yīng)變玻璃，是一種形狀記憶合金，為納米級材料，其短程有序晶格應(yīng)變區(qū)域呈凍結(jié)狀態(tài)，具有典型的玻璃化轉(zhuǎn)變特征，可以對外界刺激產(chǎn)生應(yīng)變反應(yīng)，也稱為應(yīng)變玻璃合金。

 

　　形狀記憶合金（SMA），基于熱彈性與馬氏體相變原理使其具有形狀記憶效應(yīng)，已發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品種類較多。應(yīng)變玻璃合金出現(xiàn)在形狀記憶合金中未自發(fā)產(chǎn)生馬氏體相變的部分。應(yīng)變玻璃合金特征包括動態(tài)凍結(jié)特性、非各態(tài)遍歷性，擁有新的相變機(jī)制，即應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變、等溫馬氏體相變。

 

　　根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2024-2029年中國應(yīng)變玻璃合金行業(yè)市場深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測報(bào)告》顯示，應(yīng)變玻璃合金的功能主要包括形狀記憶效應(yīng)、超彈性效應(yīng)、熱彈性效應(yīng)、阻尼效應(yīng)、艾林瓦效應(yīng)等，其原子間結(jié)合力/平均結(jié)構(gòu)不會隨溫度變化而改變，可在寬溫域條件下維持彈性模量恒定。應(yīng)變玻璃合金獨(dú)特的性能使其作為智能材料、功能材料研究具有巨大潛力。

 

　　全球航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，空間技術(shù)不斷進(jìn)步，對彈性材料需求日益旺盛，且性能要求不斷提高。宇宙空間環(huán)境條件惡劣，溫差大、輻射大，且面臨各種碎片的沖擊，航天器采用的材料需要具備高強(qiáng)度、低彈性模量、耐高低溫、輕量化特點(diǎn)，以在極端環(huán)境中保持性能穩(wěn)定，使航天器能夠維持運(yùn)行，這類材料研究開發(fā)難度大。

 

　　常見材料無法同時(shí)滿足高強(qiáng)度、低彈性模量特征，且彈性會隨著溫度下降而降低，而應(yīng)變玻璃合金可以滿足此需求。最早的應(yīng)變玻璃合金是在鎳鈦形狀記憶合金中發(fā)現(xiàn)。此外，鈦鎳鐵、鈦鎳鈷、鈦鈀鉻、鎳鈷錳鎵等形狀記憶合金中也發(fā)現(xiàn)應(yīng)變玻璃合金的存在。

 

　　西安交通大學(xué)是我國代表性應(yīng)變玻璃合金研究機(jī)構(gòu)之一。2022年7月，西安交通大學(xué)發(fā)表研究成果，發(fā)現(xiàn)摻雜0.8%的鈧制造出的鎂鈧應(yīng)變玻璃合金Mg-21.3Sc，具有低密度、低楊氏模量、高屈服強(qiáng)度、中等應(yīng)力下彈性能量密度較高、寬溫度范圍彈性無變化、長疲勞壽命等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用在航天產(chǎn)業(yè)中。

 

　　新思界行業(yè)分析人士表示，應(yīng)變玻璃合金技術(shù)研究為新材料開發(fā)提供了新思路，同時(shí)其在航天產(chǎn)業(yè)作為彈性材料應(yīng)用也擁有重要價(jià)值。我國航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，根據(jù)中國航天科技集團(tuán)有限公司發(fā)布的《中國航天科技活動藍(lán)皮書（2023年）》數(shù)據(jù)顯示，2023年全年，我國共實(shí)施了67次發(fā)射任務(wù)，研制發(fā)射了221個(gè)航天器。在此背景下，應(yīng)變玻璃合金研究開發(fā)意義重大。

 

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