第一篇：國內(nèi)銅基形狀記憶合金研究與應(yīng)用概況(智能傳輸材料系列之一)

智能傳輸材料系列之一

國內(nèi)銅基形狀記憶合金研究與應(yīng)用概況

一、概述

銅基形狀記憶合金因制造加工容易，價格便宜，具有良好的記憶性能，相變點(diǎn)在一點(diǎn)溫度范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，成為形狀記憶合金領(lǐng)域研究和使用的熱點(diǎn)。

銅基形狀記憶合金主要由銅-鋅（Cu-Zn）和銅-鋁（Cu-Al）兩個二元系發(fā)展而來?，F(xiàn)在通過第三元素加入，有效地提高形狀形狀記憶合金的相變溫度，發(fā)展出一系列Cu-Zn-X，Cu-Al-X（X為其他金屬元素）三元合金。經(jīng)梳理，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)具有形狀記憶效應(yīng)的合金至少有以下幾種：

銅-鋅（Cu-Zn）、銅-鋁（Cu-Al）、銅-鋅-鋁（Cu-Zn-Al）、銅-鋅-鎳（Cu-Zn-Ni）、銅-鋅-錳（Cu-Zn-Mn）、銅-鋅-鈹（Cu-Zn-Be）、銅-鋅-錫（Cu-Zn-Sn）、銅-鋅-硅（Cu-Zn-Si）、銅-鋅-鍺（Cu-Zn-Ge）、銅-鋁-鎳（Cu-Al-Ni）等。

其中銅-鋅-鋁、銅-鋅-鎳已商品化，銅-鋅-錳、銅-鋅-鈹正在商品化。

二、科研實(shí)力分析

以下從2015、2014、2013年以來在國內(nèi)期刊發(fā)表文章及在國家知識產(chǎn)權(quán)局申請與授權(quán)專利兩個方面具體分析銅基形狀記憶合金各高校、科研院所與企業(yè)的研究與應(yīng)用情況。

從知網(wǎng)、維普、萬方數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵詞“銅&（且）形狀記憶合金” 搜索結(jié)果來看，表1：

領(lǐng)域與方向 冶金工程 機(jī)械工程 核科學(xué)與技術(shù) 土木工程 兵器科學(xué)與技術(shù) 航空宇航 建筑學(xué) 臨床醫(yī)學(xué) 化學(xué)工程與技術(shù) 力學(xué) 化學(xué) 物理 其他 2015年（篇）28 12 11 8 319 5 7 46 141

2014年（篇）98 52 21 1912 13 52 1631-61 40 89 49 52 180 879 注：因2015年部分期刊還未刊登電子版，檢索會不全面。

從核心文章被引用次數(shù)及文章數(shù)目來看，集中在中南大學(xué)（譚樹松，22篇，被引99次）、西北有色金屬研究院（楊冠軍，121篇，被引817次）、廣東工業(yè)大學(xué)（黎沃光，53篇，被引344次）、華中理工大學(xué)（鄒靜，15篇，被引136次）、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（雷廷權(quán)、趙連城）、上海交通大學(xué)（徐祖耀）、大連理工大學(xué)（楊大智、梁成浩）、江蘇大學(xué)等。另外，中南大學(xué)出版目前國內(nèi)唯一專門圖書《銅基形狀記憶合金材料》。

從上述高校及科研院所進(jìn)一步檢索，2015年以來，中南大學(xué)（含合并前中南工業(yè)大學(xué)）發(fā)163篇，西北有色金屬研究院151篇，清華大學(xué)123篇，浙江大學(xué)114篇，華中理工大學(xué)101篇，北京科技大學(xué)56篇，哈爾濱工業(yè)大學(xué)59篇，江蘇大學(xué)39篇。本省合肥工業(yè)大學(xué)35篇。

截止2016年2月4日，從國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索關(guān)鍵詞“銅形狀記憶合金” 搜索結(jié)果來看，總合計專利8件。表2：

申請日期

2015.5.12 2015.02.04 2012.08.30 2011.08.03 2008.01.24 2007.10.24 2005.12.22 1990.05.31

專利名稱

一種銅基形狀記憶合金及其制備方法和用途 多孔銅基形狀記憶合金的等徑角擠扭法制備工藝 多孔銅基形狀記憶合金基阻尼復(fù)合材料的制備方法 高性能銅基形狀記憶合金材料

連續(xù)鑄造銅基形狀記憶合金絲的設(shè)備及其方法

熱型連鑄獲得的銅基形狀記憶合金的超彈記憶熱處理方法 寬滯后銅基形狀記憶合金管接頭制備方法 銅基形狀記憶合金

申請（專利）人

無錫源創(chuàng)機(jī)械科技有限公司 九江學(xué)院 河北工業(yè)大學(xué)

界首市楓慧金屬有限公司 黎沃光

江陰中?？萍及l(fā)展有限公司 中南大學(xué)

甘肅省機(jī)械科學(xué)研究院

截止2016年2月4日，從國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索關(guān)鍵詞“銅基記憶” 搜索結(jié)果來看，總合計專利7件。表3：

申請日期

2015.05.19 2015.05.19 2013.08.16 2013.08.09 2013.08.04 2013.08.04 2013.03.29

專利名稱

一種銅基記憶合金補(bǔ)貼管及其制備方法、補(bǔ)貼方法和用途 一種銅基記憶合金補(bǔ)貼管

提高M(jìn)s為66℃的銅基記憶合金滯回耗能的熱處理工藝 銅基記憶合金在酸性介質(zhì)下滾動磨損性能的熱處理方法 Ms為130℃的銅基記憶合金滯回耗能的熱處理工藝 提高冷熱循環(huán)下銅基記憶合金塑性滯回耗能的熱處理工藝 一種制備銅基記憶合金的分級淬火工藝

申請（專利）人

無錫源創(chuàng)機(jī)械科技有限公司 無錫源創(chuàng)機(jī)械科技有限公司 鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司 鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司 鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司 鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司 合肥工業(yè)大學(xué)；界首市楓慧金屬有限公司

截止2016年2月4日，從國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索關(guān)鍵詞“銅-鋅-鋁” 搜索結(jié)果來看，總合計專利1件。

表4：

申請日期

1990.01.05

專利名稱

可加工成型的金-銅-鋅-鋁形狀記憶合金及其制造方法

申請（專利）人

中山大學(xué)

截止2016年2月4日，從國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索關(guān)鍵詞“銅-鋁” 搜索結(jié)果來看，總合計專利1件。

表5：

申請日期

2007.07.20

專利名稱

銅-鋁-錳-鈹記憶超彈性合金及其生產(chǎn)方法

申請（專利）人

江陰中?？萍及l(fā)展有限公司

三、相關(guān)高校與企業(yè)概況及研究方向

1、中南大學(xué)

中南大學(xué)由原湖南醫(yī)科大學(xué)、長沙鐵道學(xué)院與中南工業(yè)大學(xué)于2000年4月合并組建而成。而中南工業(yè)大學(xué)是中國有色金屬工業(yè)總公司直屬高校，在有色金屬科研領(lǐng)域有著雄厚的實(shí)力。該校材料科學(xué)與工程學(xué)院，擁有材料科學(xué)與工程國家一級重點(diǎn)學(xué)科，及三個3個國家二級重點(diǎn)學(xué)科，并與粉末冶金研究院共建“粉末冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和“輕質(zhì)高強(qiáng)國防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，擁有教育部“有色金屬材料科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和湖南省“有色、稀有金屬材料科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”以及科技部“中俄新材料產(chǎn)業(yè)化技術(shù)中心”和“中澳輕金屬國際研究中心”，并于2013年首批進(jìn)入國家2011協(xié)同創(chuàng)新中心計劃?，F(xiàn)有中國科學(xué)院院士1人，中國工程院院士3人，“973計劃”項目首席科學(xué)家2人次、外專千人學(xué)者、千人學(xué)者3人。學(xué)院在院博士后、博士生、碩士生近1000人。

從搜索文章及專利分析，該校在銅基形狀記憶合金領(lǐng)域研究方向集中在冶金工程方面，尤其是制備、高溫及相變研究、耐熱性、繼電器用彈性減振復(fù)合板、彈簧元件等。

2、西北有色金屬研究院

西北有色金屬研究院是我國重要的稀有金屬材料研究基地和行業(yè)技術(shù)開發(fā)中心、是國內(nèi)稀有金屬科研生產(chǎn)基地、稀有金屬材料加工國家工程研究中心、金屬多孔材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、超導(dǎo)材料制備國家工程實(shí)驗(yàn)室、中國有色金屬工業(yè)西北質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、層狀金屬復(fù)合材料國家地方聯(lián)合工程研究中心等的依托單位，地處西安?，F(xiàn)有資產(chǎn)總值65.97億元，正式職工2977人，中國工程院院士1人，教授、高工200多人。

該院已成為一個由具有較強(qiáng)綜合科技實(shí)力的國家級重點(diǎn)研究院、工程研究中心和若干產(chǎn)業(yè)化公司組成的大型科技集團(tuán)，形成了基礎(chǔ)研究、工程化和產(chǎn)業(yè)化“三位一體”的發(fā)展模式。已組建了15個研究所及中心，建設(shè)了23個和省級研究中心及平臺，共獲得1100余項科研成果獎和860項專有與專利技術(shù)。同時，研究院加強(qiáng)成果轉(zhuǎn)化及工程化工作，共開發(fā)試制新產(chǎn)品10000多項。還十分注重科技產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，發(fā)起組建了25個控股參股的高新技術(shù)企業(yè)，形成了國內(nèi)最大的稀有金屬新材料科研、生產(chǎn)基地。2014年全院綜合收入76.32億元。

從搜索文章及專利分析，該院在銅基形狀記憶合金領(lǐng)域研究方向集中在冶金與機(jī)械工程方面，尤其是汽車上使用、軋制、熱處理、記憶薄膜、相變、時效及熱循環(huán)、及稀有金屬的添加對銅基形狀記憶合金的影響。

3、清華大學(xué)

清華大學(xué)材料學(xué)院師資力量雄厚，現(xiàn)有教授/研究員44人（含兩院院士7人，千人計劃5人）。學(xué)院設(shè)有新型陶瓷與精細(xì)工藝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室﹑先進(jìn)材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室﹑先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京電子顯微鏡中心、“先進(jìn)材料”國家實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、材料科學(xué)與工程研究院中心實(shí)驗(yàn)室等國內(nèi)一流的教學(xué)科研平臺。

清華大學(xué)的銅基形狀記憶合金研究側(cè)重于醫(yī)學(xué)及核科學(xué)與技術(shù)。

4、浙江大學(xué) 浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院現(xiàn)有一個國家一級重點(diǎn)學(xué)科，并建有硅材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、表面與結(jié)構(gòu)改性無機(jī)功能材料教育部工程研究中心、浙江省電鏡中心、浙江省電池新材料與應(yīng)用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、浙江省新型信息材料技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。有中國科學(xué)院院士2人，國家千人計劃專家5人，浙江省特級專家3人，教育部“長江學(xué)者” 4人、國家杰出青年基金獲得者6人。

浙江大學(xué)的研究側(cè)重于合金的記憶性能、合金彈簧元件形狀記憶衰減、耐腐蝕性、力學(xué)性能、傳感器技術(shù)、溫控閥門、密封件等。

5、合肥工業(yè)大學(xué)

該校材料學(xué)院擁有一級學(xué)科博士點(diǎn)及3 個安徽省重點(diǎn)學(xué)科。學(xué)院擁有有色金屬與加工技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，教育部高性能銅合金材料及成形加工工程研究中心、機(jī)械工業(yè)銅合金及成形加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、安徽省有色金屬成形加工工程實(shí)驗(yàn)室、安徽省粉末冶金工程技術(shù)研究中心、安徽省先進(jìn)功能材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等6 個學(xué)科基地。其中教授、研究員31 人，其中有教育部長江學(xué)者特聘教授1 人，國家優(yōu)秀青年基金獲得者1 人。

合肥工業(yè)大學(xué)的研究側(cè)重在先進(jìn)電子功能材料方面，相變內(nèi)耗、熱處理、耐熱性、力學(xué)性能、焊接等。

6、安徽界首市楓慧金屬有限公司

安徽楓慧金屬股份有限公司是一家以生產(chǎn)鋁板、涂層鋁卷、鋁塑復(fù)合板以及高性能銅基形狀記憶合金、高強(qiáng)度鋁合金研發(fā)為主的現(xiàn)代化企業(yè)，2007年公司建成投產(chǎn)，總投資8000萬元?，F(xiàn)已建成標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)廠房及配套車間28000平方米，年可生產(chǎn)、加工各種鋁板帶5萬噸，以及涂層鋁卷、鋁塑復(fù)合板等8萬噸，年出口創(chuàng)匯1億美元。二期項目實(shí)施后可年產(chǎn)3萬噸鋁板帶和鋁箔高效生產(chǎn)項目及“新型高性能形狀記憶合金材料及元件”研發(fā)項目。

7、無錫創(chuàng)源機(jī)械有限公司

公司始創(chuàng)于1985年，主要從事自動扣壓機(jī)、液壓油管總成的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，該公司在液壓系統(tǒng)和氣動自動化領(lǐng)域里有相當(dāng)?shù)脑O(shè)計和制造經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷全球36國家和地區(qū)。