Kodėl nikelio-titano lydinys turi atminties funkciją?
Nikelio-titano lydinys, dar žinomas kaip atminties lydinys, yra medžiaga, turinti unikalias fizines savybes. Jis deformuoja išorinę jėgą, tačiau gali grįžti į pradinę formą, kai pašalinama išorinė jėga. Ši „atminties“ savybė daro nikelio-titano lydinį, plačiai naudojamą daugelyje laukų. Taigi, kodėl nikelio-titano lydinys turi atminties funkciją? Koks jo principas?
1. Formos atminties efektas
1) Apibrėžimas:
Formos atminties efektas reiškia nikelio-titanio lydinio gebėjimą atsiminti jo pradinę formą ir tam tikromis sąlygomis grįžti prie šios formos.
2) principas:
(1) Nikelio-titano lydinys turi dvi pagrindines kristalų struktūros fazes: austenitas ir martensitas. Austenitas paprastai atsiranda aukštesnėje temperatūroje ir turi kompaktiškesnę ir užsakytą kristalų struktūrą; Nors martensitas atsiranda esant žemesnei temperatūrai ir turi laisvesnę kristalų struktūrą.
(2) Kai nikelio-titano lydinys kaitinamas virš tam tikros temperatūros, žemos temperatūros martensito fazė virs aukšto temperatūros austenito faze, o lydinys grįš į pradinę formą. Šis procesas yra šilumos sukeltas fazės transformacijos procesas.
(3) Kai lydinys atvėsinama ir deformuojant jį, išorinė jėga iš austenito fazės virsta martensito faze ir „prisimena“ deformuotą formą procese. Tačiau, kai vėl kaitinama iki pakankamai aukštos temperatūros, martensito fazė pasikeis į austenito fazę, o lydinys grįš į pradinę formą.
2. Superelastiškumas
1) Apibrėžimas:
Superelastiškumas reiškia nikelio-titanio lydinio gebėjimą gaminti daug didesnę deformaciją nei įprastų medžiagų elastinė riba esant taikomai apkrovai ir automatiškai atkurti savo formą, kai iškraunama.
2) principas:
(1) Nikelio-titanio lydinio superelastingumas taip pat yra glaudžiai susijęs su jo kristalų struktūros pokyčiais. Kai išorinė jėga veikia ant lydinio, austenito fazė virsta martensito faze, leisdama medžiagai patirti didelę deformaciją.
(2) Tačiau ši deformacija neviršija elastinės ribos, o tai reiškia, kad pašalinus išorinę jėgą, martensito fazė virsta atgal į austenito fazę, leidžiančią lydiniui grįžti į pradinę formą.
3. Praktinis atminties funkcijos taikymas
Nikelio-titano lydinio atminties funkcija buvo plačiai naudojama daugelyje laukų:
1) Medicinos laukas: naudojamas medicinos prietaisams, tokiems kaip dantų korekcijos laidai ir kraujagyslių stendai, gaminti. Dantų korekcijos laidai naudoja formos atminties efektą ir superelastingumą, kad dantis būtų galima pritaikyti tinkamą jėgą, kad būtų galima pataisyti danties; Nors kraujagyslių stendai gali būti išplėsti ir palaikyti kraujagysles per formos atminties efektą po implantacijos organizme, kad kraujagyslės būtų neuždengtos.
2) Aviacijos ir kosmoso laukas: naudojamas pagrindiniams orlaivių variklių komponentams gaminti ir kt. Nikelio-titanio lydinio superelastingumo ir formos atminties poveikis gali pagerinti komponentų patikimumą ir tarnavimo laiką.
3) Mechanikos inžinerijos laukas: naudojamas įvairioms spyruoklėms, jutikliams ir kitiems komponentams gaminti.
4) Kiti laukai: pvz., Terminio jautrios medžiagos dušo maišymo vožtuvuose, „Mars Rover“ padangos ir kt. Taip pat naudokite nikelio-titanio lydinio atminties funkciją.
Nikelio-titanio lydinio atminties funkcija kyla iš unikalių fazių pokyčių charakteristikų. Keičiant temperatūrą, nikelio-titanio lydinys gali perjungti tarp skirtingų fizinių formų ir „atsiminti“ jos pradinę formą, kai temperatūra atkuriama. Dėl šios savybės nikelio-titano lydinys yra plačiai naudojamas tokiose srityse kaip medicina, robotika ir kosmoso sritis, ir tapo nepakeičiama šiuolaikinių technologijų dalimi.
