形狀記憶合金(SMA)又稱記憶合金、記憶金屬、智能合金,是一種具有形狀記憶效應并由兩種以上金屬元素所構成的材料。形狀記憶合金種類豐富,按照金屬構成元素不同,可分為鐵基形狀記憶合金(Fe SMA)、銅基形狀記憶合金(Cu SMA)以及鎳鈦基形狀記憶合金(Ni-Ti SMA)三類。作為擁有獨特形狀記憶效應的新材料,形狀記憶合金正逐漸成為全球各國的研究重點。
根據新思界產業研究中心發布的《
2022-2027年中國形狀記憶合金行業市場深度調研及未來發展前景研究報告》顯示,形狀記憶合金制備方法包括4D打印技術、粉末冶金法、熔煉法以及噴射沉積技術等。粉末冶金法和熔煉法為形狀記憶合金傳統制備工藝,存在能耗高、產品質量差等問題。近年來,眾多國家在傳統制備工藝基礎上,結合先進制造技術,開發出4D打印技術,該法有望成為全球形狀記憶合金生產企業主流制備工藝。
形狀記憶合金應用范圍較廣,包括航空航天、生物醫療、建筑工程、機械電子等。在航空航天領域,形狀記憶合金質量較輕,在航空器液壓管接頭、機翼、飛行器推進系統、空間桁架組裝結構等產品中應用廣泛;在生物醫療領域,形狀記憶合金可用于制造牙科材料、微創醫療器械、腦神經外科材料等;在建筑工程領域,形狀記憶合金具有減震效果,可用于結構振動的主動阻尼控制。
形狀記憶合金于20世紀90年代后期開始商業化,目前全球主要生產企業包括美國環球特種金屬Global Specialty Metals、美國阿勒格尼技術ATI、日本住友電工、日本大同特殊鋼等。我國形狀記憶合金生產企業包括江陰法爾勝佩爾新材料、西安賽特金屬材料、北京有研億金新材料等。目前,我國形狀記憶合金龍頭企業不斷加大研發力度,帶動產品國產化率不斷提升。
雖然形狀記憶合金行業景氣度不斷提高,但仍面臨巨大挑戰。一方面,形狀記憶合金行業技術壁壘較高,開發難度較大;另一方面,形狀記憶合金材料本身存在缺陷,在一定程度上限制了其應用范圍。
新思界
行業分析人士表示,形狀記憶合金具有偽彈性以及形狀記憶效應,在眾多高新技術領域獲得廣泛應用。我國形狀記憶合金行業起步較晚,但發展勢頭迅猛,在龍頭企業技術創新推動下,形狀記憶合金國產化率不斷提升。但目前,我國形狀記憶合金行業發展仍面臨諸多挑戰,本土企業亟需加大研發投入力度。