電熱水壺也有高科技
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常說科技的偉大之處就是讓你感覺不到科技的存在,確實是這樣子。往往我們身邊很多普通的東西裡面就蘊含著高科技,例如電熱水壺。
電熱水壺相信大家都用得挺多的了,價格便宜,煮水方便,煮完之後還會自動跳上開關。
有沒有人想過為什麼煮完水之後開關會自動跳上去呢?
因為電熱水壺手柄控制器裡面有一個彈簧,當水煮開後水蒸汽吹至彈簧,彈簧發生型變,彈簧伸長帶動按鈕推開電觸頭,自動切斷電源。這個動作,普通的彈簧是做不到的,這裡的彈簧是一種特殊的材料。
從材料學的角度來說,這個能夠根據溫度變化產生物理形變的彈簧,就是業內說的智能材料中的一種。智能材料並不是純天然形成,都是按照使用需求人工合成的,電熱水壺的彈簧能夠感知自身所處環境的溫度變化,從而發生相應的形變,它就是形狀記憶合金。目前已經研製成功的有銀鎘合金、銅鋅鋁合金、鎳鋁合金、金鎘、鈦鈷、鈦鐵、鋯銣、鎳鈦等,其中最具實用價值的是鎳(51%)鈦(49%)合金。
形狀記憶合金能夠來回形變,皆因記憶合金內部有一種特殊的可逆變結構。當記憶合金受到很大的外力作用時,內部的金屬原子被迫離開自己原來的位置,遷移到鄰近的位置上,並暫時留在這個位置,此時內部結構為馬氏體相,我們肉眼看到的就是記憶合金改變了它的形狀。如果把這變了形的合金加熱(澆熱水或強光照射),那麼金屬原子由於獲得了運動所需的足夠能量,同時在原結構力的作用下,就會重新回到原來的位置上去,恢復原來的形狀。此時內部結構為奧氏體相。
電熱水壺的彈片只是記憶合金的小應用而已,它的用處廣泛,小到醫學使用的導絲和手術縫合線,大到航空航天使用的天線,都能看到記憶合金的身影。
說不定記憶合金髮展到未來,蘋果的「坐彎門」就很容易解決了,放在溫水裡面泡一泡,就是這麼簡單。
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