Kāpēc niķeļa-titāna sakausējumam ir atmiņas funkcija?
Niķeļa-titāna sakausējums, kas pazīstams arī kā atmiņas sakausējums, ir materiāls ar unikālām fizikālām īpašībām. Tas deformējas zem ārēja spēka, bet var atgriezties sākotnējā formā, kad tiek noņemts ārējais spēks. Šis "atmiņas" īpašums padara niķeļa-titāna sakausējumu, ko plaši izmanto daudzās jomās. Tātad, kāpēc niķeļa-titāna sakausējumam ir atmiņas funkcija? Kāds ir tā princips?
1. Formas atmiņas efekts
1) Definīcija:
Formas atmiņas efekts attiecas uz niķeļa-titāna sakausējuma spēju atcerēties tā sākotnējo formu un noteiktos apstākļos atgriezties pie šīs formas.
2) princips:
(1) Niķeļa-titāna sakausējumam ir divas galvenās kristāla struktūras fāzes: austenīta un martensīta. Austenīts parasti parādās augstākā temperatūrā, un tam ir kompaktāka un sakārtotāka kristāla struktūra; savukārt martensīts parādās zemākā temperatūrā un tam ir brīvāka kristāla struktūra.
(2) Kad niķeļa-titāna sakausējums tiek uzkarsēts virs noteiktas temperatūras, zemas temperatūras martensīta fāze pārveidosies par augstas temperatūras austenīta fāzi, un sakausējums atgriezīsies sākotnējā formā. Šis process ir siltuma izraisīts fāzes transformācijas process.
(3) Kad sakausējums tiek atdzesēts un, lai to deformētu, tas tiek pielietots ārējs spēks, tas pārveidojas no austenīta fāzes uz martensīta fāzi un "atceras" deformēto formu procesā. Tomēr, kad atkal uzsilda līdz pietiekami augstai temperatūrai, martensīta fāze atgriezīsies atpakaļ uz austenīta fāzi, un sakausējums atgriezīsies sākotnējā formā.
2. superelastība
1) Definīcija:
Superelastība attiecas uz niķeļa-titāna sakausējuma spēju radīt celmu, kas ir daudz lielāks par parasto materiālu elastīgo robežu zem pielietotas slodzes un pēc izkraušanas automātiski atgūst formu.
2) princips:
(1) Niķeļa-titāna sakausējuma superelastība ir arī cieši saistīta ar tā kristāla struktūras izmaiņām. Kad ārējs spēks iedarbojas uz sakausējumu, austenīta fāze pārveidojas par martensīta fāzi, ļaujot materiālam veikt lielu deformāciju.
(2) Tomēr šī deformācija atrodas elastīgajā robežā, kas nozīmē, ka, noņemot ārējo spēku, martensīta fāze pārveidojas atpakaļ uz austenīta fāzi, ļaujot sakausei atgriezties sākotnējā formā.
3. Atmiņas funkcijas praktiska pielietošana
Niķeļa-titāna sakausējuma atmiņas funkcija ir plaši izmantota daudzās jomās:
1) Medicīnas lauks: izmanto, lai izgatavotu medicīniskās ierīces, piemēram, zobu korekcijas vadus un asinsvadu stentus. Zobu korekcijas vadi izmanto formas atmiņas efektu un superelastību, lai zobu korekcijai pielietotu atbilstošu spēku; Kaut arī asinsvadu stenus var paplašināt un atbalstīt asinsvadus, izmantojot formas atmiņas efektu pēc implantācijas organismā, lai asinsvadi netraucētu.
2) Aviācijas un kosmosa lauks: izmanto, lai izgatavotu galvenos gaisa kuģu motoru komponentus utt. Niķeļa-titāna sakausējuma superelastība un formas atmiņas efekts var uzlabot komponentu uzticamību un kalpošanas laiku.
3) Mašīnbūves lauks: Izmanto dažādu avotu, sensoru un citu komponentu izgatavošanai.
4) Citi lauki: piemēram, termosensitīvi materiāli dušas sajaukšanas vārstos, Marsa rovera riepas utt. Izmantojiet arī niķeļa-titāna sakausējuma atmiņas funkciju.
Niķeļa-titāna sakausējuma atmiņas funkcija nāk no tā unikālajām fāzes izmaiņu īpašībām. Mainot temperatūru, niķeļa-titāna sakausējums var pārslēgties starp dažādām fiziskām formām un "atcerieties" tā sākotnējo formu, kad tiek atjaunota temperatūra. Šis īpašums padara niķeļa-titānija sakausējumu, ko plaši izmanto tādās jomās kā medicīna, robotika un kosmiskā kosmiskā, un tas ir kļuvis par neaizstājamu mūsdienu tehnoloģiju sastāvdaļu.
