لماذا يمتلك سبيكة النيكل-تيتانيوم وظيفة الذاكرة؟

سبيكة النيكل-تيتانيوم ، والمعروفة أيضًا باسم سبيكة الذاكرة ، هي مادة ذات خصائص فيزيائية فريدة. إنه يتشوه تحت قوة خارجية ، ولكن يمكن أن يعود إلى شكله الأصلي عند إزالة القوة الخارجية. هذه الخاصية "الذاكرة" تجعل من سبيكة النيكل-تيتانيوم تستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات. لذا ، لماذا تتمتع سبيكة النيكل تيتانيوم بوظيفة الذاكرة؟ ما هو مبدأها؟

1. تأثير ذاكرة الشكل

1) التعريف:

يشير تأثير ذاكرة الشكل إلى قدرة سبيكة النيكل تيتانيوم على تذكر شكلها الأصلي والعودة إلى هذا الشكل في ظل ظروف معينة.

2) المبدأ:

(1) سبيكة النيكل تيتانيوم لها مرحلتين رئيسيتين للهيكل البلوري: أوستنيت ومارتينيت. عادة ما يظهر الأوستينيت في درجات حرارة أعلى وله بنية بلورية أكثر إحكاما ومرتبة ؛ بينما يظهر Martensite في درجات حرارة منخفضة وله بنية بلورية أكثر مرونة.

(2) عندما يتم تسخين سبيكة النيكل-تيتانيوم فوق درجة حرارة معينة ، ستتحول مرحلة مارتينسيت منخفضة الحرارة إلى مرحلة أوستنايت ذات درجة حرارة عالية ، وستعود السبائك إلى شكلها الأصلي. هذه العملية هي عملية تحويل الطور الناجم عن الحرارة.

(3) عندما يتم تبريد السبائك ويتم تطبيق قوة خارجية لتشويهها ، فإنها تتحول من مرحلة الأوستينيت إلى مرحلة martensite و "تذكر" الشكل المشوه في هذه العملية. ومع ذلك ، بمجرد تسخينها مرة أخرى إلى درجة حرارة عالية بما فيه الكفاية ، ستتحول مرحلة Martensite إلى مرحلة الأوستينيت وستعود السبائك إلى شكلها الأصلي.

2. المرونة الفائقة

1) التعريف:

يشير المرونة الفائقة إلى قدرة سبيكة النيكل تيتانيوم على إنتاج سلالة أكبر بكثير من الحد المرن للمواد التقليدية تحت الحمل المطبق واستعادة شكله تلقائيًا بعد التفريغ.

2) المبدأ:

(1) ترتبط المرونة الفائقة لسبائك النيكل-تيتانيوم ارتباطًا وثيقًا بتغيرات بنية البلورة. عندما تعمل قوة خارجية على السبائك ، تتحول مرحلة الأوستينيت إلى مرحلة Martensite ، مما يسمح للمادة بالخضوع لتشوه كبير.

(2) ومع ذلك ، يكون هذا التشوه ضمن الحد المرن ، مما يعني أنه عندما تتم إزالة القوة الخارجية ، تحولت مرحلة Martensite إلى مرحلة الأوستينيت ، مما يسمح للسبائك بالعودة إلى شكلها الأصلي.

3. التطبيق العملي لوظيفة الذاكرة

تم استخدام وظيفة الذاكرة لسبائك النيكل تيتانيوم على نطاق واسع في العديد من المجالات:

1) المجال الطبي: يستخدم لصنع الأجهزة الطبية مثل أسلاك تصحيح الأسنان والدعامات الوعائية. تستخدم أسلاك تصحيح الأسنان تأثير ذاكرة الشكل والمرونة الفائقة لتطبيق القوة المناسبة على الأسنان لتحقيق تصحيح الأسنان ؛ في حين يمكن توسيع الدعامات الوعائية ودعم الأوعية الدموية من خلال تأثير ذاكرة الشكل بعد الزرع في الجسم للحفاظ على الأوعية الدموية دون عائق.

2) مجال الفضاء الجوي: يستخدم لجعل المكونات الرئيسية لمحركات الطائرات ، وما إلى ذلك.

3) مجال الهندسة الميكانيكية: يستخدم لصنع الينابيع وأجهزة الاستشعار والمكونات الأخرى.

4) الحقول الأخرى: مثل المواد الحساسة للحرارة في صمامات خلط الدش ، وإطارات المريخ روفر ، وما إلى ذلك ، استخدم أيضًا وظيفة ذاكرة سبيكة النيكل-تيتانيوم.

تأتي وظيفة الذاكرة لسبائك النيكل تيتانيوم من خصائص تغيير الطور الفريدة. من خلال التغيرات في درجة الحرارة ، يمكن لسبائك النيكل-تيتانيوم أن يتحول بين الأشكال المادية المختلفة و "تذكر" شكله الأصلي عند استعادة درجة الحرارة. هذه الخاصية تجعل من سبائك النيكل-تيتانيوم تستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل الطب والروبوتات والفضاء ، وأصبحت جزءًا لا غنى عنه من التكنولوجيا الحديثة.