Je titanium - nikelj zlitina žice sintetični material
Pri rezanju - robnih polj, kot so medicinski pripomočki, vesoljska in inteligentna oprema, material, imenovan "Titanium - žica nikljeve zlitine", tiho spreminja industrijsko pokrajino. Po zasuku se lahko vrne v prvotno obliko, ostane stabilen v ekstremnih okoljih in ga lahko v človeško telo vsadimo celo kot stalni medicinski pripomoček. Je to sci - fi material naravno prisoten "kovinski duh" ali produkt človeške iznajdljivosti? Odgovor je v njegovem postopku sestave in proizvodnje - Titanium - žica nikljeve zlitine je tipično sintetično gradivo, njegova ustvarjanja in optimizacija uspešnosti pa uteleša preboj v materialov znanosti.
"Sintetični gen" titana - ni zlitina
Titanium - žica z zlitino nikelj je umetno sintetizirana iz dveh kovinskih elementov, niklja (ni) in titana (ti), v skoraj - ekvimolarnem razmerju (običajno 1: 1). Ta kombinacija se ne dogaja naravno, temveč "formula", ki jo znanstveniki skrbno zasnovajo na podlagi zahtev glede materialnih zmogljivosti.
Obrazložitev izbire elementov: lahka teža titana, visoka trdnost in korozijska odpornost dopolnjuje nikljevo duktilnost in učinek spomina. S prilagoditvijo razmerja obeh je mogoče natančno nadzorovati temperaturo faznega prehoda zlitine (npr. Okoli človeške telesne temperature 37 stopinj), kar omogoča - deformacijo povpraševanja v medicinskih implantacijah.
Kompleksnost postopka sinteze: od taljenja visoke - čistosti titanove gobice (čistost, večja ali enaka 99,8%) in elektrolitskega niklja (čistost, večja ali enaka 99,96%), med postopkom hladnega risanja zahteva, da se vsak korak strinja.
Učinkovitost presega uspešnost posameznih elementov: čisti titanij pri nizkih temperaturah postane krhki, čisti nikelj pa nima pomnilnika oblike. Vendar Titanium - žica z nikljenjem z zlitino s sintezo doseže preboj: "1 + 1> 2." Njegova supelastičnost (ki se nanaša na 8% -10-odstotno sev brez trajne deformacije) in odpornost na utrujenost (razgradnja zmogljivosti<5% after millions of cycles) far surpass those of either metal alone.
"Sintetična prednost" titana - ni zlitina
Kot sintetični material je mogoče zmogljivost Titanium - nikelj zlitine prilagoditi in optimizirati za različne scenarije, zaradi česar je na več poljih nenadomestljiva izbira. "Transformerji" na medicinskem področju
Vaskularni stenti: Nikelj - titanijeve žice, vpletene v mrežo, se stisnejo pri nizkih temperaturah in vstavljeni v kateter. Ko so v obolelem posodi samodejno razširili kot odziv na telesno temperaturo, podpirajo stenozo. Njihova superastičnost se prilagaja žilnim pulzacijo, kar zmanjšuje restenozo.
Ortopedski vsadki: Nikelj - Titanijeve plošče se uporabljajo za popravilo zlomov obraza. Skozi "termično- mehansko" trening imata dva - način pomnilnika -, ki se segrejeta, ko se segreje za lažjo implantacijo in se vrnejo v prvotno obliko ob hlajenju, da stabilizirajo kost, kar odpravi potrebo po sekundarnih kirurških prilagoditvah.
Vodniki in okluderji: 0,3 - 0,6 mm nikelj-titanijeve vodnike, zahvaljujoč njihovi elastičnosti, lahko fleksibilno krmarijo po zapletenih votlinah. Srčni okluderji uporabljajo lastnosti pomnilnika oblike, da natančno tesnijo okvare.
A "toplota - odporni bojevnik" v vesoljskem polju
Nitinol Alloy Wire ima tališče 1310 stopinj in ohranja svoj učinek pomnilnika oblike pri temperaturah, ki segajo od -196 do 350 stopinj. V letalskih motorjih se uporablja za ustvarjanje prilagodljivih tesnil, ki ohranjajo natančno prileganje tudi pri visokih temperaturah in tlakih, kar zmanjšuje puščanje goriva. "Senzorične antene" v polju pametne naprave
Z manipulacijo temperature faznega prehoda niklja - titanijeve zlitinske žice ga lahko naredite v temperaturne senzorje ali aktuatorje. Na primer, pri gasilskih robotih nikelj - titanijeva žica deluje kot taktilni senzor, ki se samodejno spopada, ko je izpostavljen visokim temperaturam, da sproži alarm. V pametnih očalih služi kot terijski material, ki omogoča samodejno odpiranje in zapiranje templjev.
Dvojni - obrobni meč sintetičnih materialov
Kljub odlični zmogljivosti Titanium - žice niklja, njegova sintetična narava predstavlja tudi dva glavna izziva:
Prepiri biološke varnosti: Nikelj je karcinogen razreda I. Vendar pa lahko površinsko oksidacijsko zdravljenje (tvori gosto tio₂ plast) ali spojino z materiali za slikanje, kot sta gadolinijev in železov oksid, znatno zmanjša sproščanje nikljevih ionov. Klinični podatki kažejo, da medicinski - razred nikelj - zlitine izide samo 1/10 niklja nerjavečega jekla in pojavnost vnetnih reakcij v okoliških tkivih
Po 10 letih implantacije je manj kot 2%.
Visoki stroški obdelave: Od čiščenja surovin do laserskega graviranja, stroškov na tono medicinskega - niklja - žica titanijeve zlitine je več kot 50 -krat večja od običajnega jekla. Vendar pa se je z uvedbo tehnologije 3D tiskanja proizvodna učinkovitost zapletenih nikelj - titanijevih naprav povečala za 30%, stroški pa so se zmanjšali za 40%, kar je utrlo pot za njihovo veliko - lestvice.
Privlačnost sintetičnih materialov je v njihovi sposobnosti kljubovanja zaznanemu mnenju, da je "naraven optimalen." Vsaka deformacija in okrevanje titana - žice nikljeve zlitine govori o skupni resnici: s znanstveno sintetiziranimi materiali ljudje ne morejo samo popraviti fizičnih ran, ampak tudi razširiti meje življenja. To je morda najbolj ganljiv pomen sintetičnih materialov -, niso zgolj orodja, ampak tudi "spominske zlitine", ki človeštvu omogočajo raziskovanje neznanega.
