應變玻璃合金是航天產業重要彈性材料 研究開發意義重大

　　應變玻璃，是一種形狀記憶合金，為納米級材料，其短程有序晶格應變區域呈凍結狀態，具有典型的玻璃化轉變特征，可以對外界刺激產生應變反應，也稱為應變玻璃合金。

 

　　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，已發現的產品種類較多。應變玻璃合金出現在形狀記憶合金中未自發產生馬氏體相變的部分。應變玻璃合金特征包括動態凍結特性、非各態遍歷性，擁有新的相變機制，即應力誘發馬氏體相變、等溫馬氏體相變。

 

　　根據新思界產業研究中心發布的《2024-2029年中國應變玻璃合金行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示，應變玻璃合金的功能主要包括形狀記憶效應、超彈性效應、熱彈性效應、阻尼效應、艾林瓦效應等，其原子間結合力/平均結構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。應變玻璃合金獨特的性能使其作為智能材料、功能材料研究具有巨大潛力。

 

　　全球航天產業發展迅速，空間技術不斷進步，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度、低彈性模量、耐高低溫、輕量化特點，以在極端環境中保持性能穩定，使航天器能夠維持運行，這類材料研究開發難度大。

 

　　常見材料無法同時滿足高強度、低彈性模量特征，且彈性會隨著溫度下降而降低，而應變玻璃合金可以滿足此需求。最早的應變玻璃合金是在鎳鈦形狀記憶合金中發現。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現應變玻璃合金的存在。

 

　　西安交通大學是我國代表性應變玻璃合金研究機構之一。2022年7月，西安交通大學發表研究成果，發現摻雜0.8%的鈧制造出的鎂鈧應變玻璃合金Mg-21.3Sc，具有低密度、低楊氏模量、高屈服強度、中等應力下彈性能量密度較高、寬溫度范圍彈性無變化、長疲勞壽命等優點，可以應用在航天產業中。

 

　　新思界行業分析人士表示，應變玻璃合金技術研究為新材料開發提供了新思路，同時其在航天產業作為彈性材料應用也擁有重要價值。我國航天產業發展迅速，根據中國航天科技集團有限公司發布的《中國航天科技活動藍皮書（2023年）》數據顯示，2023年全年，我國共實施了67次發射任務，研制發射了221個航天器。在此背景下，應變玻璃合金研究開發意義重大。

 

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