徐林森, 韩 松,2*

(1.中国科学院合肥物质科学研究院， 合肥 230031； 2.中国科学技术大学， 合肥 230026)

形状记忆合金(shape memory alloy，SMA)作为一种智能材料，由于其优越的性能而得到了各领域的广泛应用。中外学者和研究机构对SMA开展了深入研究，并将其应用在汽车、生物医疗、航天及软体机器人等领域，现重点介绍SMA在软体机器人领域的应用。

1 SMA研究现状

瑞典物理学家Ölander于1932年首次发现了SMA中的相变特性，他发现金镉合金在加热时可以回复至原形态[1]。Greninger和Moradian在Ölander发现SMA相变特性后的第6年，在铜锌、铜锡合金上也观察到了相似的现象[2]。文献[3-4]报道了由马氏体相的热弹性行为控制的记忆效应的基本现象。1959年，William Buehler发现了镍钛合金[5]，并在3年后和Frederick Wang一起揭示了这种合金的形状记忆效应(shape memory effect，SME)[6]，与当时其他现有SMA相比，镍钛合金的生产成本更低，操作更容易和安全，并且具有更好的机械性能[7]，从此以后SMA的商业使用潜力被逐渐发掘。形状记忆合金的首次成功商业化应用是Raychem公司为F-14喷气式战斗机设计的管接头[8]。形状记忆技术于90年代正式成为形状记忆材料领域的专业术语[9]。自此，形状记忆合金的应用设计在汽车、航空航天、生物医学和机器人等领域中得到了广泛的商业应用[10-11]。迄今为止，在低频振动和驱动控制方面，SMA致动器已经得到了较为成功的使用[12-13]。虽然SMA在各行各业中得到了认可和使用，但是其稳定性、寿命和带宽等诸多性能依旧需要深刻研究[14]。外国众多研究人员通过对SMA进行反复实验，分析合金的材料成分、改进加工制造工艺来改善合金材料的特性[15]。……