揭示隐形的热量：FLIR 如何助力香港理工大学开展先进镍钛合金研究 - 厂商动态 - 实验与分析

揭示隐形的热量：FLIR 如何助力香港理工大学开展先进镍钛合金研究

实验与分析 2025-09-17

镍钛 (NiTi) 形状记忆合金 (SMA) 是一种独特的金属材料，在低温状态下可拉伸或弯曲并保持形变状态，而当温度升高时又能恢复原始形状。这种特性使其在外科植入物、防烫伤阀门、电动执行器等众多领域得到广泛应用。

镍钛 (NiTi) 形状记忆合金 (SMA) 是一种独特的金属材料，在低温状态下可拉伸或弯曲并保持形变状态，而当温度升高时又能恢复原始形状。这种特性使其在外科植入物、防烫伤阀门、电动执行器等众多领域得到广泛应用。由于 SMA 具有热响应特性，研究人员借助红外相机来深入探究其形变机制。

挑战：捕捉复杂材料中的非均匀热行为

NiTi SMA 因其卓越的弹热效应 (eCE) 和超弹性，成为固态制冷技术中最具潜力的材料之一。然而，精确表征其热行为——尤其是在机械应力作用下的表现——仍然是一项复杂的挑战。

香港理工大学科学主任 Ruien Hu 博士解释道：“应力作用会导致某些特殊形状记忆合金出现温度变化，这一现象已得到广泛验证。” “我们过去采用热电偶来测量温度变化，但其单点测温方式难以捕捉试件表面的非均匀温度分布——尤其考虑到镍钛合金固有的非均质特性。”

对全域高速热成像技术的需求

为突破这些限制，Hu 博士团队最终选用了 FLIR 的科研级红外相机。他们选择的 FLIR X8583 中波高速相机配备先进的光学镜头、滤波片和软件。Hu 博士说：“我们的实验方案采用拉伸试验机对形状记忆合金进行拉压测试。”“同时通过 FLIR 相机同步记录并分析应力作用下的温度变化。这种能力对理解弹热效应机理具有关键作用。”

FLIR X8583 相机具备 1280 × 1024 分辨率的高速热成像能力，完美满足研究团队需求，可清晰捕捉机械载荷循环过程中材料表面的非均匀温度分布——这种观测能力是传统传感器无法实现的。

FLIR X8583 相机

科学发现：微观结构驱动的热非均匀性

在近期的一项研究中，该团队采用激光粉末床熔融 (LPBF) 技术制备了近等原子比成份的镍钛合金。他们发现，其弹热效应存在显著的非均匀性，单一样品表面温差最高达 4.2 开尔文。

Hu 博士指出：“红外热成像显示，在压缩诱导弹热效应过程中，材料表面温度分布呈现明显的非均匀特征。” “这主要源于 LPBF 制备的镍钛合金存在微观结构不均匀特性。”

采用 LPBF 技术制备的镍钛合金样品

粉末形貌

FLIR 热成像技术成功捕捉到条纹状的高低温分布区域，使研究团队能够将晶粒尺寸、位错密度和析出物分布与材料的功能性能直接关联。

粉末相变曲线

客户证言：FLIR为科研带来的优势

“FLIR 红外相机的高分辨率特性为我们的研究提供了关键优势，因为我们的试样相对较小。此外，其卓越的帧率性能可精准捕捉瞬态温度变化，这对我们的分析至关重要。FLIR 显著提升了我们的实验能力，使我们能够以更精细的尺度和更高的准确度，揭示试样内在的热行为规律。”Hu 博士说。

成果：认知提升与科学影响

借助 FLIR 强大的热成像技术，研究团队得以实现以下目标：

揭示微观结构不均匀性在温度分布中的作用

完整捕捉循环机械测试中的全场热响应

获得对超弹性和功能性疲劳的新见解

首次循环即实现 96.1% 的恢复率——优异超弹性的有力证明

这些发现为固态制冷技术和自适应材料设计的深入研究做出了重要贡献。

支持和未来探索

研究团队特别感谢 FLIR 提供的技术支持：

“FLIR 技术代表 Liu Yongbo 先生的指导，为我们解决了多项技术难题，让我们受益匪浅。随着研究的深入，我们期待继续保持紧密合作并获得更多支持。”Hu 博士及其团队亦有意参与 FLIR 用户大会和科学论坛，以分享成果并促进研究界的合作。

使用的 FLIR 工具

FLIR X8583 相机

MWIR f/4 3-5 µm MTR 镜头

Research Studio – 专业版

热像校准范围：-20°C 至 1500°C

结论：使用 FLIR X8583 检测难以探测的物体

FLIR X8583 高速红外相机凭借其快速、全域的热成像能力，已成为香港理工大学不可或缺的研究设备。该设备使科研人员能够深入探究镍钛合金等先进材料中隐藏的热动力学特性——这些关键数据是传统传感器无法获取的。

FLIR X8583 不仅记录温度数据，更能揭示其背后的科学原理。从微观结构行为解析到智能材料和固态制冷技术的创新突破，FLIR 持续拓展热力学研究的极限边界。

了解有关 FLIR X8580-HS 的更多信息

内容来源：实验与分析

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