機械電子產品
1970 年美國用形狀記憶合金制作 F-14 戰斗上的低溫配合連接器,隨后有數以百萬以上的連件的應用。形狀記憶合金作為低溫配合連接在飛機的液壓系統中及體積較小的石油、石化、電工業產品中應用。另一種連接件的形狀是焊接的網狀金屬絲,用于制造導體的金屬絲編織層的安全接頭。這種接件已經用于密封裝置、電氣連接裝置、電子工程機械裝置,并能在-65~300℃可靠地工作。已開發出的密封系統裝置可在嚴酷的環境中用作電氣件連接。
將形狀記憶合金制作成一個可打開和關閉快門的彈簧,用于保護霧燈免于飛行碎片的擊壞。用于制造精密儀器或精密車床,一旦由于震動、碰撞等原因變形,只需加熱即可排除故障。在機械制造過程中,各種沖壓和機械操作常需將零件從一臺機器轉移到另一臺機器上,現在利用形狀記憶合金開發了一種取代手動或液壓夾具,這種裝置叫驅動汽缸,它具有效率高靈活,裝夾力大等特點。
生物醫療
用于醫學領域的 TiNi 形狀記憶合金,除了利用其形狀記憶效應或超彈性外,還應滿足化學和生物學等方面的要求,即良好的生物相容性。TiNi 可與生物體形成穩定的鈍化膜。在醫學上 TiNi 合金主要應用有:
(a)牙齒矯形絲 用超彈性 TiNi 合金絲和不銹鋼絲做的牙齒矯正絲,其中用超彈性 TiNi 合金絲是最適宜的。通常牙齒矯形用不銹鋼絲 CoCr 合金絲,但這些材料有彈性模量高,彈性應變小的缺點。為了給出適宜的矯正力,在矯正前就要加工成弓形,而且結扎固定要求熟練。如果用 TiNi 合金作牙齒矯形絲,即使應變高達10%也不會產生塑性變形,而且應力誘發馬氏體相變(stress-induced martensite)使彈性模量呈現非線型特性,即應變增大時矯正力波動很少。這種材料不僅操作簡單,療效好,也可減輕患者不適感。
(b) 脊柱側彎矯形 各種脊柱側彎癥(先天性、習慣性、神經性、佝僂病性、特發性等)疾病,不僅身心受到嚴重損傷,而且內臟也受到壓迫,所以有必要進行外科手術矯形。目前這種手術采用不銹鋼制哈倫敦棒矯形,在手術中安放矯形棒時,要求固定后脊柱受到的矯正力保持在30~40kg以下,一但受力過大,矯形棒就會破壞,結果不僅是脊柱,而且連神經也有受損傷的危險。同時存在矯形棒安放后矯正力會隨時間變化,大約矯正力降到初始時的30%時,就需要再進行手術調整矯正力,這樣給患者在精神和肉體上都造成極大痛苦。采用形狀記憶合金制作的哈倫頓棒,只需要進行一次安放矯形棒固定。如果矯形棒的矯正力有變化,以通過體外加熱形狀記憶合金,把溫度升高到比體溫約高5℃,就能恢復足夠的矯正力。
另外,外科中用 TiNi 形狀記憶合金制做各種骨連接器、血管夾、凝血濾器以及血管擴張元件等。同時還廣泛應用于口腔科、骨科、心血管科、胸外科、肝膽科、泌尿科、婦科等,隨著形狀記憶的發展,醫學應用將會更加廣泛。