Zakaj se lahko nikljalna titanska zlitina zapomni
Raziskovanje znanosti, ki stoji za spominskim učinkom oblike
V svetu pametnih materialov izstopa žica z zlitinami nikelj-titanijeve zlitine za eno neverjetno sposobnost: "se lahko zapomni" in se vrne v prej nastavljeno obliko, potem ko je bil deformiran . Ta pojav, znan kot učinek spomina v obliki (MSP), je naredil Nickel-titanijeve zlitine, kot je bilo pametno, kot so medicinske devices, in pametno, in pametno aktuatorji .
Toda kako dejansko deluje? Zakaj se lahko Nickel-Titanium Alloy Wire spomni svoje prvotne oblike? Odgovor je v faznih transformacijah na atomskem nivoju, ki se pojavljajo znotraj gradiva .
Učinek pomnilnika oblike: edinstveno materialno vedenje
Učinek pomnilnika oblike je reverzibilna transformacija med dvema različnima trdnima fazama zlitine nikelj-titanije: martenzit in Austenit .
Martenzitna faza: To je nizkotemperaturna, bolj prilagodljiva faza ., ko je žica zlitine nikelj-titanijeve zlitine v tem stanju, jo je mogoče upogniti, zviti ali raztegniti enostavno, ne da bi se pokvarili ali lomili .
Austenitna faza: To je visokotemperaturna, bolj toga faza . Ko se zlitina segreje na določeno temperaturo transformacije
Preprosto povedano, žico deformirate, ko je hladno (martenzivno) in se vrne v svojo prednastavljeno obliko, ko se segreje (austenit) .
Kaj se žica z nikljevo titanovo zlitino razlikuje?
Ključ je v natančnem 50–50 atomskem razmerju niklja in titana, ki ustvarja zelo urejeno intermetalno spojino, imenovano nitinol (kratko za nikelj Titanium Naval Ornance Laboratory) . Ta sestava daje zlitino možnost, da se prenašajo fazne transformacije v trdni ravni brez stalne poškodbe.
Za razliko od rednih kovin, ki se plastično deformirajo pod stresom, žica z nikljelom-titanijevim zlitinom začasno premakne svojo kristalno strukturo, ki jo dopušča, da "absorbira" deformacijo in jo pozneje obrne .
Temperaturno odvisen pomnilnik
Obnašanje pomnilnika oblike nikelj-titanijeve zlitine je tesno povezano s temperaturo:
Pod temperaturo transformacije: žica vstopi v fazo martenzita in jo je mogoče deformirati .
Nad temperaturo transformacije: žica se pretvori nazaj v fazo Austenita in se vrne v prvotno obliko .
S skrbnim nadzorom toplotne obdelave in kemične sestave lahko proizvajalci "programirajo" temperaturo transformacije, da ustrezajo posebnim aplikacijam, ki segajo od telesne temperature v medicinskih stentih do višjih temperatur v industrijskih aktuatorjih .
Superastičnost v primerjavi s pomnilnikom oblike
Medtem ko je povezana, je supelastičnost drugačno, a enako fascinantno vedenje ., ko se nikelj-titanijeva zlitinska žica uporablja pri temperaturi nad pragom transformacije, lahko zdrži pomemben napredek in se še vedno vrne v prvotno obliko takoj, pri čemer se potreba po ogrevanju . vrne.
Ta lastnost je še posebej uporabna v ortodontskih archricih, vodnikih in komponentah, nagnjenih k utrujenosti, kjer se mora material večkrat upogibati brez trajne deformacije .
Resnične aplikacije pomnilnika oblike v žici z zlitinami niklja-titanije
Medicinske pripomočke:Stenti, ortodontske žice in sidra kosti, ki spreminjajo obliko znotraj človeškega telesa .
Aerospace:Samoumevne komponente, kot so antene ali aktuatorji, ki se odzivajo na temperaturo .
Robotika in avtomatizacija: žice, ki se ukvarjajo in se sprostijo kot umetne mišice .
Potrošniški tehnologija:Prilagodljivi okvirji očal ali nosljive komponente, ki se "zaskočijo" v obliko .
Sposobnost žice nikljeve titanijeve zlitine, da se "zapomni" in se vrne v prvotno obliko, ni fizika Magic-it, zakoreninjena v kristalni fazni transformaciji . To izjemno vedenje je odprlo svet oblikovalskih možnosti, kjer je bila fleksibilnost, natančnost in zanesljivost najbolj .
V Haiboweier Metal dobavljamo natančno opremljeno nikelj-titanijevo zlitinsko žico, prilagojeno za visokozmogljive aplikacije v industrijah .
