自快速冷却鞘芯微纳结构的形状记忆合金致动器的研究

形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)电热致动器因其具有高柔性、高力重比等特点,既可以应用于航空航天机翼,又可以应用于微创手术中。为了更好地满足实际应用,需要解决大尺寸的SMA电热致动器冷却慢的问题。这里我们设计了一种鞘芯结构的SMA复合致动器,在SMA表面构造了微纳散热通道,将热量通过高导热的碳纳米管从SMA快速地径向传递给散热系数高的氮化硼纳米片(boron nitride nanosheets,BNNS)。利用商用SMA制备的尺寸可调复合致动器,冷却时间缩短了50%,工作频率提高了1个数量级,行程33%,输出力70 MPa,实现了快速循环,可用于多种应用。