4.8.6　智能材料

智能材料（smart material，intelligent material）是能随外界温度、应力、磁场、电压、光照等物理场参数的变化，相应改变自身的密度、硬度、颜色、力学及其他物理特性，甚至改变外形的材料。铁磁材料、压电材料、电流变液体、磁流变液体、电变色材料、形状记忆合金和聚合材料皆可谓“智能材料”。可以对智能材料预先设定一些特殊的功能，一旦“记忆”被激活，这些预设的功能就会显现出来，展现材料的智能态。

电化学氧化还原材料是一种电变色活性材料，这种材料受到电场的激励，其光学特性就会被改变。在两层玻璃之间放置一层这种材料，就可制成吸收或反射光的变色玻璃，可用于制造防眩目后视镜。磁流变材料是一种悬浮有可瞬间暂时磁化软磁颗粒的人工合成碳氢基液体，用于制造变阻尼减振器，这种变阻尼减振器可根据加速度信号自动改变磁场来改变阻尼力，已用于量产汽车。压电纤维材料和压电薄膜增强材料有可能发展为具有智能功能的结构材料，当材料的受力状态发生改变时，其力学性能也发生相应的改变，例如强度会显著增加。(https://www.daowen.com)

智能结构材料也已实现了商业化应用，瑞典钢铁公司（SSAB）生产的Domex Wear等牌号的钢板就是一例。Domex Wear具有自硬化功能，表面经摩擦后，硬度从HB265提高到HB380。这种智能硬化材料在加工时具有良好的切割、弯曲和焊接性能，自动硬化后具有淬火才能达到的耐磨硬度，被用于制造经常受到硬物冲击、摩擦的构件，如水泥搅拌车拌料筒、自卸车车厢底板和立板等。2014款雪佛兰Corvette利用形状记忆合金（SMA）的变形-复原特性，用SMA丝取代机动执行器开闭行李舱出气口阀，达到减重降本的目的。SMA受热改变形状，可以是铜—铝—镍合金（CuAlNi）、镍—钛合金（NiTi）、铜—锌—铝合金CuZnAl）等。20世纪70年代，我国材料科学工作者曾对高碳钢高锰奥氏体钢（w（C）≈1.2%、w（Mn）≈12%）制造的碎石机颚板及车轨岔道在使用后表面硬化的机理进行过研究（硬度从HB170～HB210提高到HB500左右）。研究发现，在使用过程中，材料表面形成大量的层错、ε马氏体、细小亚晶粒，组成了复杂的硬化组织^[186]。