此“定温凉水杯”的特殊之处在于应用了“随温度变化记忆合金”。“随温度连续变化记忆合金”是一种新型的记忆合金;其不仅具有形状记忆功能,而且具有超弹性功能的新型功能材料:对形状的记忆效应不局限于仅对一个温度点或两个温度点的记忆,而是实现了同一记忆合金材料上各点形状温度记忆的差异,使整个材料对变化的温度具有连续可变的形状“记忆效应”。它通过应用热弹性马氏体相变原理研制,具有高阻尼、耐腐蚀、耐磨,韧性好、反复使用稳定性好、对生物体有相容性等优良性能,是目前世界范围内唯一用于温度控制的“既是传感器,也是控制器”的金属智能材料,被广泛应用于丝材、管材、棒材、片材等各种形式的材料。
人们对饮用水常常有一个适宜的饮用温度,而对于高温饮用水常常不得不开盖晾凉,而如果不是长时间注意水温的变化,往往会因为开盖热
气排放,而使饮用时水温已低于合适饮用水温。如果利用随温度变化记忆合金作为温控元件,可以简单的实现凉水杯水温的控制。将“随温度变化记忆合金”材料制作成螺旋弹簧形状,感受水蒸气温度,调节排气口的大小,从而达到控制水温的目的,其结构原理如图所示。杯盖上有通气口,并安装有卷板弹簧以及随温度变化记忆合金材料制作成的温控弹簧。调温钮控制卷板弹簧的固定弹力,以此设定凉水温度。当杯中的水温度很高时,温控弹簧拉动转盖转动,使通气孔加大,增加热气的排放;随着杯中水热气的排放,水温逐渐降低,温控弹簧逐渐变软,在卷板弹簧与温控弹簧的共同作用下,通气孔逐渐减小直至完全关闭,以保证凉水杯中水温的适宜。
由上述原理可见,“随温度变化记忆合金”对同一物体具有变化而相异的“变态温度”,致使物体在不同的温度点能够相继回复“记忆状态”,使物体能有多个或连续的记忆状态,随着温度的变化而变化,能实现不同的用途,尤其适用于各种温度控制场合,可以极大地简化温度控制系统,工作过程稳定、可靠,不需使用电能。应用“随温度连续变化记忆合金”可使用产品小型化、轻量化、不使用电能、节约能耗、防腐耐用、降低造价,尤其今后作为智能材料应用前景广阔。
