新型NiTi 基记忆合金回复特性研究
2021-04-28崔维昊张清泉张志辉郝世杰
载人航天 2021年2期
崔维昊,张清泉,田 昀,黎 昱,张志辉,郝世杰∗
(1. 中国石油大学(北京) 新能源与材料学院, 北京102249; 2. 吉林大学生物与农业工程学院, 长春132000;3. 北京卫星制造厂有限公司, 北京100080)
1 引言
在众多航天器构件中,可靠工作的连接分离装置是圆满完成各项航天任务的基础和前提条件。 该类装置大多利用火工装置中装药爆炸或燃烧的能量驱动功能机构完成特定动作,故其也被称为火工式连接分离装置。 这类装置安全性低、冲击载荷大并为一次性装置,因此,近几年已经发展出多种替代方案:电机驱动释放装置、电磁铁驱动释放装置、石蜡驱动释放装置和形状记忆合金释放装置。 其中,形状记忆合金连接分离装置因具有高安全性、低冲击、响应快速等优点,逐渐被航空航天工业所青睐,并已经在NASA 研究并发射的航天器中应用。
形状记忆合金材料在分离机构上用作驱动装置,实质是提供驱动力或驱动位移。 为满足航天器的使用要求,记忆合金材料应满足合适的相变(回复)温度、高回复应力、大回复应变、高循环稳定性以及快速加热等性能指标。 航天器要求的工作温度为-40~50 ℃,空间环境使用的装置要求-60~85 ℃。 因此,为保证记忆合金在航天器分离机构中的有效可靠运行,同时又不会对星载能量输入提出新要求,形状记忆合金材料奥氏体相变开始温度(As)应处于85~120 ℃。 回复应力的大小决定记忆合金受热恢复原状产生的拉力拉动锁紧部件解除锁紧约束的能力,回复力越小,则解除锁紧约束能力越低,解锁安全性越差。……
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