Čo je Nitinol? Aké sú jeho použitia

Nitinol je druh zliatiny s tvarovou pamäťou, zliatina s tvarovou pamäťou je špeciálna zliatina, ktorá dokáže pri určitej teplote automaticky obnoviť svoju plastickú deformáciu do pôvodného tvaru.

1. Úvod
Zliatina niklu a titánu je zliatina s tvarovou pamäťou, zliatina s tvarovou pamäťou je asi 55 % niklu a 45 % titánu zložená z inteligentných materiálov dokáže automaticky obnoviť svoju plastickú deformáciu pri určitej teplote do pôvodného tvaru špeciálnej zliatiny. Jeho miera rozťažnosti viac ako 20%, únavová životnosť 10^7-krát, tlmiace vlastnosti ako obyčajná pružina 10-krát vyššia ako jej odolnosť proti korózii je lepšia ako súčasná najlepšia medicínska nehrdzavejúca oceľ, takže môže spĺňať potreby rôznych inžinierskych a medicínskych aplikácie, je veľmi vynikajúci funkčný materiál, proces výroby niklu a titánu zvyčajne zahŕňa valcovanie za tepla, valcovanie za studena a žíhanie, aby sa dosiahol požadovaný výkon.
Okrem jedinečnej funkcie tvarovej pamäte majú pamäťové zliatiny tiež vynikajúce vlastnosti, ako je odolnosť proti opotrebeniu, odolnosť proti korózii, vysoké tlmenie a super elasticita.

2. Výkon a funkcie
1) Fázová premena a vlastnosti zliatiny niklu a titánu
Ako už názov napovedá, zliatina niklu a titánu je zložená z niklu a binárnej zliatiny titánu, v dôsledku zmeny teploty a mechanického tlaku existujú dve rôzne fázy kryštálovej štruktúry, a to austenitická fáza a martenzitická fáza. Sekvenciou fázového prechodu zliatiny Nitinol počas chladenia je materská fáza (austenitická fáza) -R-martenzitická fáza. R-fáza je kosoštvorcová, austenit je stav, kedy je teplota vyššia (väčšia ako teplota, pri ktorej austenit začína), alebo keď je záťaž odstránená (Deaktivácia vonkajšími silami), kocka, tvrdo. Tvar je stabilný. Martenzitická fáza je stav, keď je teplota relatívne nízka (menej ako Mf: teplota, pri ktorej martenzit končí) alebo zaťažená (aktivovaná vonkajšími silami), šesťuholníková, tvárna, opakujúca sa, menej stabilná a ľahšie sa deformuje.
2) Špeciálne vlastnosti zliatiny niklu a titánu
1, charakteristiky tvarovej pamäte (tvarová pamäť) Tvarová pamäť je taká, že keď sa materská fáza určitého tvaru ochladí z teploty Af nad na teplotu Mf pod martenzitom, martenzit sa deformuje pod teplotu Mf, zahreje sa na teplotu Af nižšiu, reverzný fázový prechod, materiál automaticky obnoví svoj tvar v materskej fáze. V skutočnosti je efekt tvarovej pamäte tepelne indukovaný proces fázového prechodu zliatiny Nitinol.
2, superelastické (superelastické) Takzvaná superelasticita sa vzťahuje na vzorku pri pôsobení vonkajších síl na výrobu oveľa väčšiu ako je medza pružnosti napätia, napätie sa môže automaticky obnoviť počas javu vykladania. To znamená, že v stave materskej fázy vplyvom vonkajšieho napätia dochádza k martenzitickej transformácii vyvolanej stresom, takže zliatina vykazuje mechanické správanie odlišné od bežných materiálov, jej medza pružnosti je oveľa väčšia ako u bežných materiálov. a už nedodržiava Hookov zákon. Na rozdiel od vlastností tvarovej pamäte, hyperelasticita nezahŕňa teplo. Jedným slovom, hyperelasticita znamená, že napätie sa nezvyšuje so zvyšovaním deformácie v určitom rozsahu deformácie. Hyperelasticitu môžeme rozdeliť na lineárnu hyperelasticitu a nelineárnu hyperelasticitu. V krivke napätie-deformácia prvého je vzťah medzi napätím a deformáciou takmer lineárny. Nelineárna hyperelasticita sa vzťahuje na výsledok stresom indukovanej martenzitickej transformácie a inverznej transformácie počas zaťažovania a vykladania pri určitom teplotnom rozsahu nad Af, takže nelineárna hyperelasticita je tiež známa ako pseudoelasticita fázovej transformácie. Pseudoelasticita fázového prechodu zliatiny Nitinol môže dosiahnuť okolo 8 %. Superelasticita zliatiny Nitinol sa môže meniť so zmenou podmienok tepelného spracovania a keď sa oblúkový drôt zahreje na viac ako 400ºC, superelasticita začne klesať.
3) Odolnosť proti korózii: Štúdie ukázali, že odolnosť niklovo-titánového drôtu proti korózii je podobná ako pri drôte z nehrdzavejúcej ocele.

3. Použitie
1. Okuliarový rám: Nitinol je ľahký a vysoko pevný materiál, ktorý je veľmi vhodný na výrobu okuliarových rámov, čím dokáže zabezpečiť pohodlie a životnosť nositeľa.
2. Zubná protetika: Nitinol má pamäťový tvar, ktorý je možné upraviť pomocou nahrievacích a studených meradiel, takže je veľmi vhodný na výrobu zubných protetických prípravkov.
3. Autodiely: Nitinol má vynikajúcu elasticitu a odolnosť proti opotrebovaniu, vhodný na výrobu autodielov, ako sú brzdové systémy, diely motora a výfukové potrubie.
4. Zdravotnícke pomôcky: Nitinol je biokompatibilný materiál, ktorý možno použiť na výrobu zdravotníckych pomôcok, ako sú srdcové stenty, ortopedické implantáty a chirurgické nástroje.
5. Športové vybavenie: Zliatina Nitinol má vynikajúcu elasticitu a odolnosť proti korózii, čo je veľmi vhodné na výrobu športových potrieb, ako sú golfové palice, rámy bicyklov a skateboardy.
Nitinol má skrátka široké využitie v živote a jeho vynikajúci výkon poskytuje záruku na aplikácie vo všetkých oblastiach života.