[發(fā)明專利]電驅(qū)動式形狀記憶合金骨架構(gòu)件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210887640.3
• 申請日: 2022-07-26
• 公開（公告）號: CN115324854A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝世杰;李昊航;楊英;陳曉楠;崔立山
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 黃溪;黃健

本申請?zhí)峁┮环N電驅(qū)動式形狀記憶合金骨架構(gòu)件，其包括形狀記憶合金本體、絕緣層、發(fā)熱層和隔熱層；形狀記憶合金本體具有高溫相形狀和低溫相形狀，絕緣層、發(fā)熱層和隔熱層依次覆蓋在形狀記憶合金本體的表面，發(fā)熱層用于和外接電源電連接，發(fā)熱層調(diào)節(jié)形狀記憶合金本體的溫度，以改變形狀記憶合金本體的形狀。本申請?zhí)峁┑碾婒?qū)動式形狀記憶合金骨架構(gòu)件，適用于多種形狀的記憶合金構(gòu)件，適用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及形狀記憶合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電驅(qū)動式形狀記憶合金骨架構(gòu)件。

背景技術(shù)

形狀記憶合金(shape memory alloys，簡稱SMA)是通過熱彈性馬氏體相變及其逆相變而具有形狀記憶效應(yīng)的由兩種及以上金屬元素所構(gòu)成的材料。經(jīng)特殊訓(xùn)練后的形狀記憶合金能夠在高溫和低溫狀態(tài)呈現(xiàn)不同的、特定的形狀，具有功比重高、驅(qū)動電壓低等優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用于驅(qū)動領(lǐng)域。

相關(guān)技術(shù)中，形狀記憶合金應(yīng)用于驅(qū)動領(lǐng)域時，通常通過加熱該合金制成的構(gòu)件來完成驅(qū)動動作。形狀記憶合金構(gòu)件可以通過多種加熱方式，例如，自發(fā)熱來完成驅(qū)動動作，自發(fā)熱即通過形狀記憶合金自身電阻發(fā)熱，該方式要求形狀記憶合金構(gòu)件具有足夠高的電阻，以產(chǎn)生足夠的熱量，完成形狀變換。

然而，現(xiàn)有的電驅(qū)動式形狀記憶合金構(gòu)件，其加熱方式對自身形狀要求較高，適用范圍較小，例如，形狀復(fù)雜的骨架構(gòu)件就難以使用現(xiàn)有的加熱方式進(jìn)行驅(qū)動。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N狀記憶合金構(gòu)件，用于解決現(xiàn)有的電驅(qū)動式形狀記憶合金骨架構(gòu)件，其加熱方式的適用范圍較小。

本申請?zhí)峁┮环N電驅(qū)動式形狀記憶合金骨架構(gòu)件，其包括形狀記憶合金本體、絕緣層、發(fā)熱層和隔熱層；

形狀記憶合金本體具有高溫相形狀和低溫相形狀，絕緣層、發(fā)熱層和隔熱層依次覆蓋在形狀記憶合金本體的表面，發(fā)熱層用于和外接電源電連接，發(fā)熱層調(diào)節(jié)形狀記憶合金本體的溫度，以改變形狀記憶合金本體的形狀。

本申請?zhí)峁┑男螤钣洃浐辖穑ㄟ^在記憶合金本體表面設(shè)置發(fā)熱層，為記憶合金本體提供熱量，使形狀記憶合金能夠達(dá)到所需溫度，從而變換形狀，且，發(fā)熱層可調(diào)節(jié)厚度，以控制發(fā)熱層的電阻，保證發(fā)熱層能夠產(chǎn)生足夠的熱量，適用于多種形狀的記憶合金構(gòu)件，適用范圍廣。另外，記憶合金本體表面還設(shè)置有絕緣層和隔熱層，具體的，絕緣層、發(fā)熱層和隔熱層依次覆蓋在形狀記憶合金本體的表面，絕緣層設(shè)置在之間記憶合金本體和發(fā)熱層之間，可避免電流流向記憶合金本體，保證電流均流向電阻較高的發(fā)熱層以產(chǎn)生足夠的熱量；發(fā)熱層用于和外接電源電連接，將電能轉(zhuǎn)換為熱能，以調(diào)節(jié)形狀記憶合金本體的溫度，使?fàn)钣洃浐辖鸨倔w能夠在高溫相形狀和低溫相形狀之間變換；隔熱層覆蓋在最外層，能夠大大減緩熱量流失的速度，使發(fā)熱層產(chǎn)生的熱量盡可能多的流向記憶合金本體。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，發(fā)熱層涂覆在絕緣層表面。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，發(fā)熱層為石墨烯涂層。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，還包括第一電極和第二電極，發(fā)熱層通過第一電極和第二電極與外接電源電連接。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，形狀記憶合金本體為桁架結(jié)構(gòu)，絕緣層包裹在形狀記憶合金本體的外壁面，發(fā)熱層和隔熱層依次層疊在絕緣層外；

第一電極和第二電極均為桁架結(jié)構(gòu)，且第一電極和第二電極分別設(shè)置于形狀記憶合金本體的兩端并電連接于發(fā)熱層，隔熱層的兩端延伸至覆蓋第一電極和第二電極的部分側(cè)壁面。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，發(fā)熱層完全包裹絕緣層，第一電極和第二電極分別與發(fā)熱層的兩側(cè)端面貼合。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，發(fā)熱層包裹絕緣層的側(cè)壁面，且發(fā)熱層的兩端延伸至覆蓋第一電極和第二電極的部分側(cè)壁面，第一電極和第二電極分別與絕緣層的兩側(cè)端面貼合。