Efektet e kujtesës së formës: materialet dhe mekanizmi i veprimit. Mundësitë e aplikimit. Efekti i kujtesës së formës Materialet me memorie

Efekti është aftësia e një materiali të shkarkuar, nën ndikimin e stresit të jashtëm dhe ndryshimeve të temperaturës, për të grumbulluar deformim (10-15%), i kthyeshëm ose me ngrohje ose gjatë procesit të heqjes së stresit të jashtëm (superelasticiteti). Deformimi mund të grumbullohet nën ngarkimin aktiv, si dhe kur ndryshon temperatura e aliazhit nën ndikimin e stresit njëaksial ose prerës. Një cikël tipik operimi për një material të tillë është paraqitur në figurën 1. Deformimi në fazën b–c (Figura 1) grumbullohet për shkak të riorientimit të kristaleve të martensitit (efekti i joelasticitetit martenzitik) dhe mbetet pas heqjes së ngarkesës. Efekti i kujtesës së formës manifestohet në fazat c–d (Figura 1), ku materiali rikthen në mënyrë të pavarur formën e tij dhe mund të zhvillojë forca të rëndësishme.

Figura 1 – Skema e deformimit të një shufre me efekt kujtese të formës (a–d) dhe varësia e fraksionit vëllimor të martensitit q nga temperatura T (e).

Lidhjet e kujtesës së formës, përveç nikelidit të titanit, përfshijnë AuCd, Cu–Al–Zn, AgCd, etj. Efekti i kujtesës së formës bazohet në transformimet martensitike, të cilat karakterizohen nga një varësi e dobët e temperaturave të fillimit dhe fundit të transformimi në shkallën e ndryshimit të temperaturës, natyra më shpesh e kthyeshme e transformimit, një mospërputhje e dukshme (histerezë) midis temperaturave të reaksioneve të përparme dhe të kundërta dhe shenja të tjera. Modifikimi i temperaturës së lartë zakonisht quhet austenit, dhe modifikimi i temperaturës së ulët quhet martensit (Figura 1). Temperaturat e transformimeve martensitike varen fort nga përbërja kimike e lidhjeve, trajtimi i tyre termik dhe mekanik. Për shembull, temperaturat karakteristike të nikelidit të titanit shtrihen në intervalin 30-80°C, rrallë e tejkalojnë këtë interval, por aliazhi me hekur i zvogëlon ato me përafërsisht 150-200°C, pra në -170...-70°C. .

Kinetika e transformimeve martensitike ka një histerezë të theksuar (Figura 1e). Nëse materiali ftohet nga gjendja austenitike, atëherë fillimisht nuk ndodhin transformime fazore. Sidoqoftë, duke u nisur nga një temperaturë e caktuar karakteristike, e cila zakonisht shënohet me Ms, shfaqen kristalet e para të martensitit, prandaj, përqindja e fazës së martensitit në vëllimin e materialit rritet. Me ftohje të mëtejshme, madhësia dhe numri i tyre rriten derisa kristalet të mbushin të gjithë vëllimin në temperaturën Mf. Një transformim i tillë quhet i drejtpërdrejtë dhe, në prani të një ngarkese të jashtme, shoqërohet me shfaqjen e një deformimi të madh (efekti i plasticitetit të transformimit). Me ngrohjen e mëvonshme, duke filluar nga temperatura A s, martensiti fillon të shndërrohet në austenit. Në këtë rast, deformimi i akumuluar fillon të zhduket ngadalë derisa temperatura të rritet mbi A f dhe forma të rikthehet.

Lidhje të tilla përdoren si implante biomjekësore: stentë, tela ortodontikë, filtra, fiksues, kllapa osteosinteze, pllaka, etj. .

Kur përdorni lidhjet me SME në mjekësi, është e nevojshme që ato të sigurojnë jo vetëm besueshmërinë e funksioneve mekanike, por edhe besueshmërinë kimike (rezistencë ndaj përkeqësimit në një mjedis biologjik, rezistencë ndaj dekompozimit, shpërbërjes, korrozionit), besueshmëri biologjike (përputhshmëri biologjike, mungesa e toksicitetit, kancerogjeniteti, rezistenca ndaj formimit të mpiksjes së gjakut dhe antigjeneve). Elementet e thjeshta metalike kanë një efekt toksik të fortë, por në kombinim me elementë të tjerë konstatohet efekti i dobësimit të ndërsjellë të toksicitetit. Megjithatë, më e rëndësishme se formimi i joneve është tretshmëria e filmave pasivizues që shfaqen në sipërfaqen e metaleve. Për shembull, lidhjet krom-nikel, lidhjet kobalt-krom, lidhjet Ti i pastër, Ti–6Al–4V [% (at.)] që përdoren si materiale biologjike përmbajnë elementë që kanë një efekt toksik të fortë në formën e elementeve të thjeshtë, por pasivohen filmat e formuar në kontakt me organizmat biologjikë janë mjaft të qëndrueshëm.

Dërgoni punën tuaj të mirë në bazën e njohurive është e thjeshtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar në http://www.site/

AGJENCIA FEDERALE PËR ARSIM TË FEDERATISË RUSE

INSTITUCIONI ARSIMOR SHTETËROR

ARSIMI I LARTË PROFESIONAL

"UNIVERSITETI TEKNIK SHTETËROR LIPETSK"

Departamenti i Shkencave Fizike të Metaleve

Ese

me temën: "Mmetale me memorie formash"

Lipetsk 2010

Efekti i kujtesës së formës (SME) në metale, zbulimi i të cilit me të drejtë konsiderohet si një nga arritjet më domethënëse në shkencën e materialeve, aktualisht po studiohet intensivisht dhe, në një numër rastesh, zbatohet me sukses në teknologji.

Interesi shkencor për këtë fenomen përcaktohet nga dëshira për të kuptuar natyrën fizike dhe mekanizmin e SME-ve, gjë që zgjeron kuptimin themelor të sjelljes joelastike të trupave të ngurtë. Nga pikëpamja praktike, këto studime nxiten nga fakti se SME-të në metale po hapin tashmë perspektiva të gjera për aplikim në teknologji, duke bërë të mundur krijimin e elementeve dhe pajisjeve me veti funksionale thelbësisht të reja.

Deri vonë, deformimi joelastik konsiderohej si plastik dhe konsiderohej i pakthyeshëm. Deformimi plastik i kristaleve ndodh për shkak të lëvizjes së defekteve të rrjetës kristalore - bartësit elementar të deformimit, të cilat janë defekte pika dhe (ose) dislokime. Është e rëndësishme të theksohet se në rastin e përgjithshëm, vendndodhja e dislokimeve dhe (ose) defekteve të pikës në pozicione të reja pas deformimit pas heqjes së ngarkesës mund të rezultojë e qëndrueshme, d.m.th. jo e preferueshme se ato origjinale. Pasoja e kësaj është pakthyeshmëria pothuajse e plotë e deformimit joelastik. Efekti mekanik i vërejtur në praktikë, i shoqëruar me disa lëvizje të kundërta të defekteve pas shkarkimit, nuk kalon 10-4-10-3 deformimin relativ dhe mund të neglizhohet.

Së bashku me mekanizmat e mësipërm, deformimi plastik mund të shkaktohet nga binjakëzimi mekanik i kristalit.

Hulumtimet në dekadat e fundit kanë vërtetuar se ekziston një klasë e gjerë materialesh (lidhjet e bazuara në nikelid titan TiNi, bronzi dhe bronzi me përbërje komplekse, etj.), në të cilat akti elementar i plasticitetit kryhet për shkak të një transformimi martenzitik të kthyeshëm. binjakëzimi elastik dhe një sërë procesesh të tjera që ndryshojnë rrënjësisht modelet e deformimit joelastik. Në këto lidhje, në veçanti, mund të vërehet kthyeshmëri e plotë ose e pjesshme e deformimit joelastik, i quajtur efekti i kujtesës së formës.

SME-ja e shumicës së lidhjeve bazohet në të ashtuquajturat transformime martensitike termoelastike (TUMT). Teoria e transformimeve martenzitike bazohet në ide themelore rreth natyrës së rregullt të ristrukturimit të rrjetës kristalore dhe koherencës së fazave bashkëekzistuese të austenitit (A) dhe martensitit (M), të formuluara nga G.V. Kurdyumov (faza e temperaturës së lartë zakonisht quhet austenit, dhe faza e temperaturës së ulët quhet martensit).

Lidhjet me TUMP karakterizohen nga varësia e përbërjes fazore nga temperatura, e paraqitur në Fig. 1.

Kur një material ftohet nga gjendja austenitike, martensiti fillon të formohet në një temperaturë të caktuar Mn. Me ftohje të mëtejshme, sasia e fazës së martensitit rritet dhe shndërrimi i plotë i austenitit në martensit përfundon në një temperaturë të caktuar Mk. Nën këtë temperaturë, vetëm faza martensitike mbetet termodinamikisht e qëndrueshme. Kur nxehet, shndërrimi i martensitit në austenit fillon në një temperaturë të caktuar An dhe përfundon plotësisht në temperaturën Ak. Me ciklin e plotë termik, fitohet një lak histeresis. Gjerësia e lakut të histerezës në shkallën e temperaturës Ak-Mn ose An-Mk mund të jetë e ndryshme për materiale të ndryshme: e gjerë ose e ngushtë (Fig. 1, a dhe b). Në prani të sforcimeve mekanike, temperaturat Mn, Mk, An dhe Ak mund të zhvendosen drejt temperaturave më të larta, dhe në këtë rast ato caktohen si dhe.

Oriz. 1 - Varësia e përbërjes fazore të aliazhit nga temperatura: a) histereza e gjerë; b) histerezë e ngushtë

Është e rëndësishme të theksohet se gjatë TMT (në kontrast me transformimet konvencionale martenzitike, për shembull në çeliqet), kufijtë ndërfazor midis A dhe M mbeten koherent dhe janë lehtësisht të lëvizshëm. Kur ftohen (transformim i drejtpërdrejtë) në intervalin e temperaturës (Mn-Mk), kristalet e martensitit formojnë bërthama dhe rriten, dhe kur nxehen (transformimi i kundërt) në intervalin e temperaturës (An-Ak), kristalet e martensitit zhduken (transformohen në austenit) në anën e kundërt. rendit (Fig. 2).

Oriz. 2 - Rritja dhe zhdukja e kristaleve të martensitit gjatë ftohjes dhe ngrohjes (aliazh Cu-Al-Mn)

Për një material izotropik në mungesë të sforcimeve të jashtme, pllakat martensit të formuara gjatë transformimit të drejtpërdrejtë nuk kanë një orientim të preferuar dhe deformimet lokale të prerjes kompensohen mesatarisht mbi vëllimin. Në procesin e transformimit të kundërt (M ® A), ristrukturimi i grilës në atë origjinal vazhdon rreptësisht në sekuencën e kundërt. Në këtë rast, nuk vërehet asnjë ndryshim makroskopik në formën e materialit, me përjashtim të një ndryshimi të vogël në vëllim (për shembull, për një aliazh të bazuar në TiNi, ndryshimi në vëllim është rreth 0.34%, që është një renditje prej magnitudë më e vogël se për çeliqet (> 4%).

Nëse ka sforcime të orientuara në material (për shembull, veprimi i një ngarkese të jashtme), pllakat e martensitit fitojnë një orientim preferencial dhe deformimet lokale të prerjes çojnë në një ndryshim makroskopik në formën e kampionit (parimi Le Chatelier-Brown) . Në procesin e transformimit të kundërt (M ® A), rirregullimi i rrjetës ndodh sipas parimit "saktësisht prapa", me zhdukjen e deformimeve lokale të prerjes dhe, për rrjedhojë, eliminohen ndryshimet makroskopike në formë. Shfaqja e jashtme e kësaj sjelljeje materiale interpretohet si një SME.

Për rivendosjen e plotë të formës, është e nevojshme që transformimi martenzitik të jetë kristalografikisht i kthyeshëm. Kthyeshmëria kristalografike e një transformimi përfshin jo vetëm restaurimin e strukturës kristalore, e cila varet nga transformimi i kundërt, por edhe rivendosjen e orientimit kristalografik të fazës fillestare para transformimit. Përveç kësaj, është e nevojshme që deformimi të kryhet pa pjesëmarrjen e rrëshqitjes, pasi rrëshqitja është një proces i pakthyeshëm dhe deformimi nuk eliminohet kur nxehet.

Transformimi martenzitik mund të inicohet jo vetëm nga ndryshimet e temperaturës, por edhe nga forcat mekanike. Në përputhje me sa më sipër, dallohen termomartensiti dhe mekanomartensiti dhe gjatë analizimit të diagrameve fazore (Fig. 1), zakonisht futen edhe tre temperatura më karakteristike: T0, Md, Ad, ku T0 është temperatura e ekuilibrit termodinamik; Md është temperatura nën të cilën martensiti mund të ndodhë jo vetëm për shkak të uljes së temperaturës, por edhe nën ndikimin e stresit mekanik; Ferri është temperatura mbi të cilën austeniti mund të shfaqet jo vetëm për shkak të ngrohjes, por edhe nën ndikimin e stresit mekanik.

Vendndodhja e këtyre temperaturave në raport me lakun e histerezës ndikon në sjelljen e materialit nën forcën termike. Në rastin e histerezës së ngushtë (Fig. 1, b), temperatura Md mund të jetë në të djathtë të temperaturës së fundit të transformimit austenitik Ak, dhe me histerezë të gjerë, në të majtë të kësaj temperature (Fig. 25.1, a).

Në lidhjet me histerezë të ngushtë, mekanomartenziti i induktuar, d.m.th., martensiti i formuar nën veprimin e një ngarkese të jashtme në një temperaturë nën Mg (por mbi Ak), do të jetë termodinamikisht i paqëndrueshëm dhe duhet të zhduket pas shkarkimit. Në Fig. 1, transformimet austenite-martensit tregohen në mënyrë konvencionale me shigjeta vertikale. Në materiale të tilla vihet re i ashtuquajturi efekt pseudoelasticiteti, i cili padyshim lidhet me këto dukuri.

Me histerezë të gjerë, mekanomartenziti i induktuar do të jetë termodinamikisht i qëndrueshëm dhe i ruajtur gjatë shkarkimit. Në këtë rast, deformimet do të zhduken vetëm pas ngrohjes, d.m.th. pas përfundimit të reaksionit MA.

Efektet kryesore të sjelljes termomekanike të materialeve me SME

Diagrami sforcim-deformim i materialeve me SME që i nënshtrohen transformimeve fazore të kthyeshme (Fig. 3) ndryshon ndjeshëm nga ai për materialet konvencionale. Pas deformimit elastik (seksioni 0A), materiali përjeton deformim të konsiderueshëm plastik me forcim shumë të vogël me sforcim (seksioni AB), ku plasticiteti është për shkak të një transformimi fazor. Deformimi i mëtejshëm i materialit vazhdon si zakonisht (seksioni BCD). Stresi që korrespondon me fillimin e deformimit plastik (pika A) i shoqëruar me transformimet fazore zakonisht quhet stresi i rrjedhjes së fazës, në kontrast me stresin e zakonshëm të rrjedhjes s t.

Forca e rrjedhjes së fazës varet nga temperatura e provës (Fig. 3, b) dhe ka një vlerë minimale në një temperaturë afër Mn.

Shfaqja e transformimeve fazore të kthyeshme në lidhjet me SME shoqërohet nga një sërë efektesh të pazakonta termomekanike, kryesore prej të cilave diskutohen më poshtë.

Efekti i plasticitetit të transformimit (TPE)

Ky efekt mund të ilustrohet si më poshtë. Një mostër e një aliazhi me një SME në një temperaturë më të lartë (në gjendjen austenitike) ngarkohet me një forcë P (Fig. 4) dhe më pas ftohet. Në intervalin e temperaturës, vërehet akumulim intensiv i deformimit e pp si rezultat i një reaksioni të drejtpërdrejtë martensitik. Pas heqjes së ngarkesës, deformimi e pp mbetet. Me ngrohjen e mëvonshme të kampionit të deformuar në intervalin e temperaturës, deformimi e eliminohet, që është një demonstrim i SME-së. Ekziston një lidhje lineare midis e pp dhe tensioneve të aplikuara deri në vlera të caktuara, mbi të cilat vërehen devijime të llojeve të ndryshme.

Oriz. 3 - Skema e diagramit të deformimit (a) dhe varësia e forcës së rrjedhjes së fazës nga temperatura e provës (b) e materialit me SME

aliazh në formë memorie metalike

Oriz. 4 - Akumulimi i deformimit nën ngarkesë gjatë ftohjes (linjë e ngurtë) dhe eliminimi i tij gjatë ngrohjes pa ngarkesë (vijat e ndërprera)

Efekti i kujtesës në formë

Fenomenologjia e SME-ve mund të ilustrohet si më poshtë. Mostra deformohet (për shembull, duke u shtrirë) në një temperaturë nën Md (Fig. 5, a). Kur arrihet sforcimi, kampioni deformohet plastikisht (seksioni AB) dhe ky deformim quhet faza (e f), pasi shkaktohet nga transformimet fazore "austenit-martensit" ose "martensit-martensit" ose kombinimet e tyre. Në disa raste, deformimi plastik fazor mund të ndodhë në disa faza, gjë që përcaktohet nga natyra shumëfazore e transformimeve fazore.

Oriz. 5 - Skema për zbatimin e SME-së (a) dhe varësia e shkallës së restaurimit të formës nga deformimi paraprak (b)

Pas shkarkimit (seksioni BC), deformimi fazor (e f) ruhet në kampion. Kur kampioni nxehet si rezultat i transformimit të kundërt martenzitik që ndodh në intervalin e temperaturës (An-Ak), deformimi fazor rikthehet (seksioni SD). Ky, në fakt, është efekti i kujtesës së formës.

Në rastin kur rikthehet deformimi e rivendosur< e ф, в образце сохраняется некоторая остаточная деформация e ост, накапливаемая в результате инициализации необратимых каналов пластичности, например, дислокационных.

Varësia e shkallës së rikuperimit të sforcimit h, e përcaktuar si h = (e rikuperimi/ e f), është paraqitur në Fig. 5 B. Sforcimi maksimal fazor, i cili restaurohet plotësisht (h = 1) gjatë zbatimit të SME-së, varet nga materiali, trajtimi termomekanik i tij dhe kushtet e deformimit (për shembull, për lidhjet me bazë TiNi = 6-12%, për Cu- Lidhjet Al-Mn = 4- 10 %).

Metoda më efektive e deformimit është deformimi në mënyrën e efektit të plasticitetit të transformimit, kur aftësitë deformuese të transformimeve fazore janë realizuar më plotësisht. Megjithatë, teknologjikisht kjo metodë është e vështirë për t'u zbatuar. Në realitet, në praktikë, përdoret një skemë e deformimit aktiv në një temperaturë afër Mn, në të cilën ngarkesat deformuese janë minimale (Fig. 3, b).

Postuar në faqe

Dokumente të ngjashme

Rregullsitë dhe kinetika e transformimit martenzitik. Bërthama dhe rritja e kristaleve të martensitit. Ekuilibri termoelastik i fazave. Struktura e pluhurave pas nitrizimit. Studimi i mikrostrukturës dhe përbërjes fazore të mostrave pas shuarjes në temperatura të ndryshme.

puna e kursit, shtuar 10/11/2015


Vetitë funksionale në aliazhin NiTi me përbërje ekuiatomike pas ngarkimit kuazi-statik në temperatura të ndryshme. Efekti i kujtesës së formës një herë. Studimi i varësisë së koeficientit të zgjerimit termik të aliazhit nga përqindja e nikelit.

test, shtuar 27.04.2015


Paraqitja grafike e varësisë së gjendjes fazore të aliazhit nga temperatura dhe përbërja. Pamje e përgjithshme e kurbës së ftohjes së metalit të pastër. Ekuilibri në një sistem me një komponent. Metodat kryesore eksperimentale dhe teorike për ndërtimin e diagrameve fazore.

leksion, shtuar 29.09.2013


Deformimi plastik dhe vetitë mekanike të lidhjeve. Sforcimet e përkohshme dhe të brendshme të mbetura. Dy mekanizma të deformimit plastik, ndryshime strukturore. Koncepti i përgjithshëm i forcimit të ftohtë. Skema e zhvendosjes së atomeve gjatë rrëshqitjes. Pushimi dhe poligonizimi.

leksion, shtuar 29.09.2013


Studimi i procesit të kristalizimit të shkrirjeve të metaleve. Ndikimi i temperaturës në energjinë e lirë të fazave të lëngëta dhe të ngurta të procesit të kristalizimit. Ftohja e shkrirjes dhe formimi i kristaleve. Rregullimi i madhësive të kokrrizave të kristalit. Pasqyrë e strukturës së shufrës.

abstrakt, shtuar më 16.12.2014


Ndikimi i deformimit dhe rikristalizimit të plastikës së ftohtë në mikrostrukturën dhe vetitë mekanike të çelikut me karbon të ulët. Deformimi plastik dhe ndikimi i tij në vetitë e materialeve metalike. Ndikimi i temperaturës së ngrohjes në mikrostrukturë.

test, shtuar 06/12/2012


Deformimi është një ndryshim në formën dhe madhësinë e një trupi të ngurtë nën ndikimin e ngarkesave të aplikuara në të. Deformimi elastik është ai në të cilin trupi rikthen formën e tij origjinale, por me deformim plastik trupi nuk rikthehet.

abstrakt, shtuar 18.01.2009


Pikat kritike në çelik, varësia e pozicionit të tyre nga përmbajtja e karbonit. Diagrami i gjendjes së lidhjeve hekur-karbon, fazat dhe përbërësit strukturorë: linjat, pikat e përqendrimit, temperaturat; analiza e transformimeve fazore gjatë ftohjes së çelikut dhe gize.

abstrakt, shtuar më 30.03.2011


Studimi i modeleve të ndryshimeve në vetitë elektrike të lidhjeve me dy përbërës në varësi të përbërjes së tyre. Diagrami i paraqitjes dhe instalimit. Një vlerë që vlerëson rritjen e rezistencës së një materiali (përçuesi) me një ndryshim të temperaturës me një shkallë.

punë laboratorike, shtuar 04/11/2015


Efekti i kohës në deformim. Pas efekti elastik, ndikimi i temperaturës në vetitë e materialeve. Vetitë mekanike të materialeve. Karakteristikat e testeve të kompresimit. Varësia e rezistencës në tërheqje të plastikës nga temperatura, heterogjeniteti i materialeve.

Universiteti Shtetëror i Moskës me emrin. M.V. Lomonosov

Fakulteti i Shkencave të Materialeve

Tema: “Materiale me kujtesë të formës”.

Student i vitit V i FNM

Kareeva I.E.

Moskë 2000

Hyrje…………………………………………………………2
Mekanizmi për zbatimin e efektit të memories së formës…………3
Fushat e aplikimit………………………………………………………..7
Përgatitja e lidhjeve me memorie të formës…………………….9
Degradimi…………………………………………………………..10
konkluzioni……………………………………………………………..11
Referencat………………………………………………………..12
Prezantimi.

Materialet e kujtesës së formës (MSM) u zbuluan në fund të viteve '60 të këtij shekulli. Brenda 10 viteve (fundi i viteve 70 - fillimi i viteve 80), shumë raporte u shfaqën në revista shkencore që përshkruanin mundësi të ndryshme për përdorimin e tyre. Aktualisht, vetitë funksionale janë përcaktuar për MPF: efekti i kujtesës një dhe dyanësh, pseudo- ose superelasticitet, aftësi e lartë amortizimi.

MPF-të tashmë kanë gjetur aplikim të gjerë në mjekësi si materiale me funksion afatgjatë të implantuara në trup. Ata shfaqin veti të larta elastike, janë në gjendje të ndryshojnë formën e tyre me ndryshimet e temperaturës dhe nuk shemben në kushte alternative të ngarkesës. Natyra komplekse e transformimeve fazore të tipit martensitik që ndodhin në lidhjet e bazuara në nikelid titani manifestohet qartë në strukturat poroze. Tranzicionet fazore në lidhje të tilla karakterizohen nga histereza e gjerë dhe një gamë e gjatë temperaturash në të cilën materiali shfaq efekte të kujtesës së formës dhe superelasticitetit. Përveç lidhjeve të bazuara në Ni-Ti, ekzistojnë transformime martensitike, për shembull, në sisteme të tilla si Pt-Ti, Pt-Ga, Pt-Al.

Në varësi të temperaturës së transformimit martenzitik dhe vetive mekanike, lidhjet e kujtesës së formës kanë një gamë të gjerë aplikimesh.
Mekanizmi për zbatimin e efektit të kujtesës së formës.

Martensit.

Martensiti është një strukturë e lëndëve të ngurta kristalore që lind si rezultat i një transformimi polimorfik të prerjes, pa difuzion pas ftohjes. Emërtuar pas metalurgut gjerman Martens (1850 - 1914).
Si rezultat i deformimit të rrjetës gjatë këtij transformimi, në sipërfaqen e metalit shfaqet një reliev; streset e brendshme lindin në vëllim dhe ndodh deformimi plastik, i cili kufizon rritjen e kristalit.
Shpejtësia e rritjes arrin 103 m/s dhe nuk varet nga temperatura, kështu që shpejtësia e formimit të martensitit zakonisht kufizon bërthamimin e kristaleve.
Kundërveprimi i sforcimeve të brendshme e zhvendos bërthamimin e kristaleve shumë nën pikën e ekuilibrit termodinamik të fazave dhe mund të ndalojë transformimet në një temperaturë konstante; prandaj, sasia e martensitit të formuar zakonisht rritet me rritjen e superftohjes. Meqenëse energjia elastike duhet të jetë minimale, kristalet e martensitit marrin formën e pllakave.
Sforcimet e brendshme lehtësohen edhe nga deformimi plastik, kështu që kristali përmban shumë dislokime (deri në 1012 cm-2), ose ndahet në binjakë me trashësi 100 - 1000 E. Kufijtë dhe dislokimet brenda kokrrizës forcojnë martensitin. Martensiti është një produkt tipik i transformimeve polimorfike në temperaturë të ulët në metale të pastra (Fe, Co, Ti, Zr, Li dhe të tjerë), në tretësira të ngurta të bazuara në to, në përbërje ndërmetalike (CuZn, Cu3Al, NiTi, V3Si, AuCd).

Shndërrimet martensitike.

Komponimet ndërmetalike Ni-Ti me një përbërje afër eutektike karakterizohen nga një kalim nga kubike (faza austenitike) në monoklinike.
faza (martensitike) në temperaturën e dhomës. Transformime të tilla zakonisht ndodhin në lidhjet me sforcime të larta, por si rezultat i efektit të kujtesës ose superelasticitetit, transformimet mund të ndodhin edhe në sforcime të ulëta. Lidhjet austenitike Ni-Ti shfaqin sjellje superelastike nën ngarkesa mekanike dhe tension (8%) të shkaktuar nga transformimi martensitik. Me shkarkimin, martenziti bëhet i paqëndrueshëm dhe kthehet në austenit, me kompensimin e të gjitha sforcimeve makroskopike.

Transformimi martensitik është një transformim polimorfik në të cilin një ndryshim në rregullimin relativ të atomeve që përbëjnë kristalin ndodh përmes lëvizjes së tyre të renditur, dhe zhvendosjet relative të atomeve fqinje janë të vogla në krahasim me distancën ndëratomike. Ristrukturimi i rrjetës kristalore në mikrorajone zakonisht zbret në deformimin e qelizës së saj, dhe faza përfundimtare e transformimit martensitik është një fazë fillestare e deformuar në mënyrë uniforme. Madhësia e deformimit është e vogël (~1-10%) dhe, në përputhje me rrethanat, pengesa energjetike që pengon kalimin uniform të fazës fillestare në fazën përfundimtare është e vogël, në krahasim me energjinë e lidhjes në kristal. Një kusht i domosdoshëm për transformimin martensitik, i cili zhvillohet përmes formimit dhe rritjes së rajoneve të një faze më të qëndrueshme në një metastabile, është ruajtja e kontaktit të porositur ndërmjet fazave.
Struktura e renditur e kufijve ndërfazor me një pengesë të vogël për një tranzicion të njëtrajtshëm fazor siguron energji të ulët dhe lëvizshmëri të lartë të tyre. Si pasojë, energjia e tepërt e nevojshme për bërthamimin e kristaleve të një faze të re (kristalet martensitike) është e vogël dhe, me një farë devijimi nga ekuilibri fazor, bëhet e krahasueshme me energjinë e defekteve të pranishme në fazën fillestare. Prandaj, bërthamimi i kristaleve martensitike ndodh me një shpejtësi më të lartë dhe mund të mos kërkojë luhatje termike. Një rol të rëndësishëm gjatë transformimit martensitik luhet nga sforcimet e brendshme që lindin për shkak të përshtatjes elastike të grilave kristalore që çiftëzohen përgjatë kufijve të fazës. Fushat e tensionit elastik çojnë në një zhvendosje të pikës së ekuilibrit të fazave ndërvepruese në lidhje me pozicionin e ekuilibrit të vërtetë termodinamik për fazat e izoluara dhe të pashtrembëruara; Prandaj, temperatura në të cilën fillon transformimi martensitik mund të ndryshojë ndjeshëm nga temperatura e vërtetë e ekuilibrit. Dëshira për të minimizuar energjinë e stresit elastik përcakton morfologjinë, strukturën e brendshme dhe pozicionin relativ të kristaleve të martensitit. Faza e re formohet në formën e pllakave të holla, të orientuara në një mënyrë të caktuar në raport me boshtet kristalografike. Pllakat, si rregull, nuk janë kristale të vetme, por janë paketa të fushave paralele të rrafshët - rajone të një faze të re, që ndryshojnë në orientimin e rrjetës kristalore.
(dyfishon). Ndërhyrja e fushave të tensionit nga fusha të ndryshme çon në shkatërrimin e pjesshëm të tyre. Një reduktim i mëtejshëm i fushave elastike arrihet me formimin e ansambleve të pllakave të rregulluara rregullisht. Kjo do të thotë, si rezultat i transformimit martensitik, formohet një fazë polikristaline me një rend hierarkik të veçantë (montim - pllaka - domene) në rregullimin e përbërësve strukturorë. Rritja e sforcimeve të brendshme gjatë transformimit martensitik në kushte të caktuara çon në vendosjen e një ekuilibri termoelastik dyfazor, i cili zhvendoset në mënyrë të kthyeshme kur ndryshojnë kushtet e jashtme: nën ndikimin e ngarkesave mekanike ose kur ndryshon temperatura, madhësitë e kristaleve individuale dhe të tyre. ndryshimi i numrit. Transformimet martensitike gjenden në shumë materiale kristalore: metale të pastra, lidhje të shumta, kristale jonike, kovalente dhe molekulare.

Ka perspektiva të mëdha për ndryshime të kthyeshme të formës gjatë transformimit martensitik (krijimi i lidhjeve superelastike që rivendosin formën e tyre origjinale kur nxehen pas deformimit plastik - efekti i kujtesës), si dhe lidhja midis transformimit martensitik dhe shfaqjes së vetive superpërçuese në disa metale. . Transformimet martensitike formojnë bazën e transformimeve të shumta strukturore, për shkak të të cilave, me ndihmën e trajtimit termik dhe mekanik, kryhet një ndryshim i drejtuar në vetitë e materialeve kristalore.

Karakteristikat e lidhjeve poroze të nikelidit të titanit.

Prania e një gamë të gjerë të temperaturës së transformimit martensitik në nikelidin poroz të titanit në krahasim me titanin e derdhur reflektohet në kthesat e temperaturës së rezistencës elektrike. Është treguar se tranzicioni martensitik është i paplotë në lidhjet poroze dhe ndodh në një gamë më të gjerë temperaturash sesa në lidhjet e derdhura. Kështu, një tipar i rëndësishëm i nikelidit poroz të titanit në krahasim me një aliazh jo poroz (të derdhur) me të njëjtën përbërje është diapazoni i gjerë i temperaturës së transformimeve fazore. Është afërsisht 250 0 C, domethënë tejkalon ndjeshëm diapazonin (30-400 C) të transformimeve të aliazhit të derdhur. Rritja e diapazonit të temperaturës së transformimeve fazore është për shkak të strukturës së nikelidit poroz të titanit. Faktori i madhësisë është gjithashtu i rëndësishëm, pasi transformimi martensitik në ura të holla dhe rajone masive manifestohet ndryshe. Veprimi i këtyre faktorëve çon në faktin se transformimet fazore në materialet poroze të bazuara në nikelid titani fillojnë në rajone të ndryshme në temperatura të ndryshme, duke zgjeruar histerezën përgjatë boshtit të temperaturës, duke zgjeruar përkatësisht diapazonin e temperaturës së transformimeve dhe intervalet e manifestimit të kujtesës së formës. efektet dhe superelasticiteti në lidhjet poroze të bazuara në nikelid titan.

Figura 1 tregon efektin e kujtesës së formës në lidhjet poroze dhe të derdhura. Në një aliazh poroz, efekti i kujtesës së formës manifestohet në një gamë më të gjerë temperaturash sesa në një aliazh të derdhur dhe deformimi plastik i mbetur në një material poroz është më i rëndësishëm (në Fig. 1) sesa në një të derdhur. Në nikelidin e derdhur të titanit, restaurimi pothuajse i plotë (deri në 100%) i formës ndodh pas deformimit me 6 - 8% dhe ngrohjes pasuese mbi intervalin e temperaturës MT (Fig. 1). Me rritjen e shkallës së deformimit të nikelidit të titanit të derdhur, formohen defekte të dislokimit, të cilat, ndryshe nga transformimet martensitike, janë të pakthyeshme. Faza e deformimit të kthyeshëm sipas mekanizmit martenzitik zëvendësohet me fazën e deformimit plastik të pakthyeshëm. Edhe në ngarkesa të ulëta, lindin zona në të cilat madhësia e deformimit elastik tejkalon kufirin. Në të kundërt, në lidhjet poroze, edhe me deformime minimale, shkalla e restaurimit të formës nuk kalon 85%. Shkalla e restaurimit të formës varet nga poroziteti, shpërndarja e madhësisë së poreve dhe niveli i stresit prerës martenzitik, d.m.th. lidhur me veçoritë e deformimit të trupave poroz. Analiza e varësive të deformimit të nikelidit të titanit me porozitete të ndryshme tregon se forca e rrjedhshmërisë së aliazhit zvogëlohet me rritjen e porozitetit.

Zonat e përdorimit.

Përdorimi jo mjekësor.

Lidhja e parë e kujtesës në formë u përdor në aeroplanin F-14 në 1971, ishte Ni-Ti-Fe. Përdorimi i lidhjes Ni-Ti-Nb ka qenë një përparim i madh, por edhe lidhjet Fe-Mn-Si kanë marrë shumë vëmendje, pavarësisht nga tensioni i tyre më i ulët i rikuperimit.

Ka aplikime të mundshme për nitinol në prodhimin e mallrave të konsumit. Për shembull, një shpikje interesante: një pajisje
- një mbajtëse tavëllore që ul cigaren e djegur në tavëll, duke e penguar atë të bjerë, të themi, mbi mbulesë tavoline.

Besueshmëria e pajisjeve të memories së formës varet nga jeta e tyre e shërbimit.
Parametrat e jashtëm të rëndësishëm për kontrollin e cikleve të funksionimit të sistemit janë koha dhe temperatura. Parametrat e brendshëm të rëndësishëm që përcaktojnë vetitë fizike dhe mekanike janë: sistemi i aliazhit, përbërja e aliazhit, lloji i transformimit dhe defektet e rrjetës. Këta parametra kontrollojnë historinë termomekanike të aliazhit. Si pasojë, efekti maksimal i kujtesës do të jetë i kufizuar në varësi të numrit të cikleve të kërkuara.

Ngarkesat hapësinore si panelet diellore apo antenat satelitore aktualisht përdorin kryesisht metoda piroteknike të vendosjes, të cilat krijojnë shumë probleme. Përdorimi i materialeve të kujtesës së formës do të eliminojë të gjitha këto probleme dhe gjithashtu do të ofrojë mundësinë për të testuar në mënyrë të përsëritur performancën e sistemit në terren.

Hulumtimet e fundit mbi lidhjet Ni-Ti kanë treguar se sjellja super elastike rezulton në përmirësimin e rezistencës ndaj konsumit.
Sjellja pseudoelastike zvogëlon zonën e kontaktit elastik gjatë rrëshqitjes. Zvogëlimi i zonës së kontaktit elastik midis dy pjesëve rrëshqitëse rrit rezistencën ndaj konsumit të materialit. Një lloj i veçantë konsumimi është erozioni i kavitacionit, i cili krijon probleme specifike në makinat hidraulike, helikat e anijeve dhe turbinat e ujit. Studimet krahasuese të materialeve të ndryshme kanë treguar se lidhjet Ni-Ti kanë rezistencë më të lartë ndaj erozionit të kavitacionit sesa lidhjet konvencionale. Në gjendje martenzitike, aliazhi Ni-Ti ka rezistencë shumë të mirë ndaj erozionit të kavitacionit. Por prodhimi i pjesëve të punës që i nënshtrohen korrozionit tërësisht nga aliazh Ni-Ti është shumë i shtrenjtë, kështu që mënyra më e mirë është të përdorni një aliazh Ni-Ti të kombinuar me çelik.

Përdorimi mjekësor.

Një klasë e re e materialeve të përbëra përdoret në mjekësi
“Bioceramics – Titan Nikelide”. Në përbërje të tilla, një përbërës (nikelidi i titanit) ka superelasticitet dhe memorie të formës, ndërsa tjetri ruan vetitë e biokeramikës.

Komponenti qeramik mund të jetë porcelani, i cili përdoret gjerësisht në stomatologjinë ortopedike dhe është një material i brishtë. Brishtësia e lartë e porcelanit është për faktin se streset e kontaktit lindin në kufijtë e fazave dhe kokrrizave të ndryshme, duke tejkaluar ndjeshëm nivelin e streseve mesatare të aplikuara. Relaksimi i streseve të kontaktit në një material qeramik është i mundur nëse shpërndarja e energjisë ndodh në zonën e këtyre sforcimeve për shkak të një transformimi fazor në nikelid titani. Një ndryshim në temperaturë ose aplikimi i një ngarkese shkakton një transformim martensitik në nikelid titani, i cili çon në relaksim efektiv të stresit në matricë kur ngarkohet materiali i përbërë, duke lejuar që komponenti i ngurtë të mbajë ngarkesën e aplikuar. Dihet se rivendosja elastike e vëllimit të kompakteve poroze të bëra nga pluhuri superelastik i nikelidit të titanit shoqërohet me këputjen e kontakteve ndërgrimcash dhe përcaktohet nga forca e briketit, e cila varet nga poroziteti dhe madhësia e forcave të ngjitjes së kontaktit. Dobësimi i këtyre forcave duke shtuar përbërës të tjerë në pluhurin e nikelidit të titanit, si tungsteni i shpërndarë imët ose karbidi i silikonit, rrit ndjeshëm efektin elastik, pasi kontaktet e forta titan-nikel me të njëjtin emër zëvendësohen nga ato të kundërta. Meqenëse madhësia e efektit elastik zvogëlohet me uljen e përmbajtjes së nikelidit të titanit në kompakt, varësia nga përqendrimi i rikuperimit të vëllimit elastik është zakonisht ekstreme. Në materialin e përbërë prej porcelani-nikelid titan, përbërësit ndërveprojnë dobët dhe pas sinterimit, kontaktet midis përbërësve qeramikë dhe metalikë dobësohen. Kur ngarkohen, ato çahen së pari dhe rikuperimi elastik i vëllimit rritet. Si rezultat, deformimi është i kthyeshëm dhe kompozita shfaq veti të ngjashme me superelasticitetin. Biokompatibiliteti i materialit të përbërë
"Porcelani dentar-nikelid titan" u studiua histologjikisht, duke vlerësuar reagimin e indeve tek minjtë ndaj implantimit të mostrave të bëra nga materiali i përbërë dhe porcelani nën lëkurën e murit të përparmë të barkut. Natyra e reaksioneve të indeve, prevalenca e tyre dhe tiparet e ndryshimeve qelizore në të dyja rastet rezultuan të jenë të paqarta. Kështu, materialet e përbëra biokeramikë-titan nikelid janë biokompatibile.

Përgatitja e lidhjeve me memorie të formës.

Lidhjet e kujtesës së formës prodhohen nga shkrirja e komponentëve individualë. Shkrirja ftohet shpejt dhe kryhet trajtimi në temperaturë të lartë.

Është propozuar një klasë e tërë e materialeve të përbëra "bioceramics - titanium nikelide" për mjekësi. Në materiale të tilla, një përbërës (nikelidi i titanit) ka memorie të formës dhe superelasticitet, ndërsa tjetri ruan vetitë e bioceramikës. Komponenti qeramik më i përdorur është porcelani, i cili përdoret gjerësisht në stomatologjinë ortopedike dhe është një material i brishtë. Për të bërë mostra të tilla përdoren pluhurat e nikelidit të titanit dhe masës prej porcelani, të cilat, pas përzierjes dhe tharjes, sinterohen në vakum.

Degradimi

Transformimi martensitik në lidhjet me bazë NiTi është një proces termik, shpejtësia e të cilit përcaktohet tërësisht nga shpejtësia e ndryshimit të temperaturës pranë ekuilibrit termodinamik të fazave. Prandaj, të gjitha efektet mekanike specifike në NiTi që shoqërojnë transformimin martensitik, si kujtesa e formës dhe plasticiteti i transformimit, mund të realizohen në një kohë shumë të shkurtër në kushte të përshtatshme ngrohjeje dhe ftohjeje. Në pajisjet me shpejtësi të lartë, për të përshpejtuar shkëmbimin e nxehtësisë me një agjent nxehtësie (të lëngët ose të gaztë), përdoren shirita me matës të hollë, tela dhe tuba me dimensione lineare mikron në seksion kryq. Në këtë rast, gjendja e sipërfaqes së lirë të lidhjes merr një rëndësi të madhe.
Meqenëse edhe ndryshimet e vogla në përbërje çojnë në ndryshime në kinetikën e temperaturës dhe kompletimin e transformimit, ndarja e elementeve dhe oksidimi i sipërfaqes ndryshojnë ndjeshëm vetitë e veçanta të materialit. Kjo rrethanë merr një rëndësi të veçantë për shkak të nevojës për trajtim paraprak termik ose termomekanik të materialit.

Studimet kanë treguar tendencën e nikelidit të titanit në sipërfaqen e lirë nën ndikimet termike. Në një atmosferë që përmban oksigjen, aliazhi oksidohet për të formuar një shtresë oksidi që përmban kryesisht oksid TiO2. Mund të supozohet se meqenëse titani është kimikisht shumë aktiv, në një mjedis pa oksigjen, atomet e titanit do të formojnë komponime me çdo gaz jo-inert, për shembull, në një atmosferë azoti - nitride. Formimi i oksideve përgjatë kufijve të kokrrizave dhe në sipërfaqe mund të shmanget vetëm duke trajtuar mostrat termike në vakum ose në një mjedis inert.

Për herë të parë, ndryshimet e kthyeshme në madhësinë e kristaleve të martensitit në lidhjen Cu–Al–Ni me ndryshime në temperaturë u zbuluan në vitin 1949 nga akademiku G.V. Kurdyumov dhe profesori L.G. Handros. Në vitin 1980 u regjistrua zbulimi i tyre i fenomenit të ekuilibrit termoelastik gjatë transformimeve fazore të tipit martensitik, i cili konsiston në formimin e kristaleve martensit elastike, kufijtë e të cilëve, me ndryshimin e temperaturës ose fushës së stresit, lëvizin drejt martenzitit ose. faza fillestare me një ndryshim të njëkohshëm të kthyeshëm në formën gjeometrike të rajoneve rezultuese të trupit të ngurtë. .

Ky fenomen u zbulua kur zhvillohej një aliazh për produkte me rezistencë të lartë korrozioni në ujin e detit, jomagnetike, forcë të lartë specifike dhe aftësi prodhuese. Gjatë procesit të trajtimit të nxehtësisë, aliazhi zbuloi një veti të re, e cila u quajt efekti i kujtesës së formës. Një produkt i bërë nga një aliazh i tillë iu nënshtrua deformimit plastik, dhe më pas rivendosi formën e tij origjinale si rezultat i ngrohjes (efekti i kujtesës së formës) ose menjëherë pas heqjes së ngarkesës (superelasticiteti).

Thelbi fizik dhe mekanik i këtij fenomeni qëndron në faktin se transformimi martenzitik krijon stres dhe deformim të elementeve strukturorë të brendshëm të metalit me formimin e domeneve të orientuara në drejtime të ndryshme. Zbatimi i një ngarkese të jashtme mekanike në temperaturën e transformimit martenzitik dhe deformimi i një produkti që ka një strukturë të tillë me kufij lehtësisht të lëvizshëm ndërmjet kokrrizave dhe domeneve kristalore i rreshton të gjitha fushat në drejtim të ngarkesës së aplikuar dhe deformimit të produktit. Pas heqjes së ngarkesës dhe ftohjes së produktit, mund të krijoni një deformim tjetër që do të vazhdojë. Nëse më pas e ngrohni produktin në një temperaturë të caktuar, do të ndodhë një transformim i kundërt martenzitik dhe deformimi martensitik do të eliminohet. Si rezultat, struktura do të ketë vetëm strese mekanike fillestare, të cilat i kthejnë produktet në formën e tyre origjinale.

Lidhjet me transformim martenzitik të kundërt dhe memorie të formës përfshijnë Ni–Al, Ni–Co, Ni–Ti, Ti–Nb, Fe–Ni, Cu–Al, Cu–Al–Ni, por lidhjet e bazuara në titani mononikelid NiTi përdoren më gjerësisht. – nitinol. Ka qëndrueshmëri deri në σ B = 1200 MPa, duktilitet deri në δ = 15%, përputhshmëri biologjike, shkalla e restaurimit të formës origjinale të produktit arrin 100%. Aliazhi është rezistent ndaj korrozionit, absorbues i dridhjeve, diapazoni i temperaturës së ndryshimit të formës është 10..40 0 C në intervalin e temperaturës nga -200 0 C deri në 150 0 C.

Lidhje të tilla përdoren për të krijuar struktura të vendosshme (antena), sensorë të temperaturës, lidhje të forta të mbyllura, amortizues, implante mjekësore të përkohshme dhe të përhershme. Tani po zhvillohen materiale në të cilat transformimi martenzitik ndryshon vetitë elektrike, magnetike, optike dhe të tjera.

Sipas mendimit të pranuar përgjithësisht, metalet janë materialet më të qëndrueshme dhe rezistente. Megjithatë, ka lidhje që mund të rivendosin formën e tyre pas deformimit pa aplikuar një ngarkesë të jashtme. Ato karakterizohen gjithashtu nga veti të tjera fizike dhe mekanike unike që i dallojnë ato midis materialeve strukturore.

Thelbi i fenomenit

Efekti i kujtesës së formës së lidhjeve është se metali i deformuar më parë rikuperohet spontanisht si rezultat i ngrohjes ose thjesht pas heqjes së ngarkesës. Këto veti të pazakonta u vunë re nga shkencëtarët që në vitet '50. shekulli XX Edhe atëherë, ky fenomen u shoqërua me transformime martenzitike në rrjetën kristalore, gjatë së cilës ndodh lëvizje e renditur e atomeve.

Martensiti në materialet e kujtesës së formës është termoelastik. Kjo strukturë përbëhet nga kristale në formën e pllakave të holla, të cilat janë të zgjatura në shtresat e jashtme dhe të ngjeshura në shtresat e brendshme. "Bartësit" e deformimit janë kufijtë ndërfazorë, binjakë dhe ndërkristalorë. Pas ngrohjes së lidhjes së deformuar, shfaqen strese të brendshme, duke u përpjekur të kthejnë metalin në formën e tij origjinale.

Natyra e rikuperimit spontan varet nga mekanizmi i ekspozimit të mëparshëm dhe kushtet e temperaturës në të cilat ka ndodhur. Me interes më të madh është ciklikiteti i shumëfishtë, i cili mund të arrijë në disa milionë deformime.

Metalet dhe lidhjet me efekt të kujtesës së formës kanë gjithashtu një veçori tjetër unike - një varësi jolineare të karakteristikave fizike dhe mekanike të materialit nga temperatura.

Varietetet

Procesi i mësipërm mund të shfaqet në disa forma:

• superplasticiteti (superelasticiteti), në të cilin struktura kristalore e metalit përballon deformimet që tejkalojnë ndjeshëm forcën e rrjedhshmërisë në gjendje normale;
• kujtesa e formës një herë dhe e kthyeshme (në rastin e fundit, efekti riprodhohet në mënyrë të përsëritur gjatë ciklit termik);
• plasticiteti i transformimit të drejtpërdrejtë dhe të kundërt (akumulimi i sforcimit përkatësisht gjatë ftohjes dhe ngrohjes gjatë kalimit nëpër transformimin martensitik);
• kujtesa e kundërt: kur nxehet, fillimisht rikthehet një deformim, dhe më pas, me një rritje të mëtejshme të temperaturës, një tjetër;
• transformimi i orientuar (akumulimi i deformimeve pas heqjes së ngarkesës);
• pseudoelasticiteti - rivendosja e deformimeve joelastike nga vlerat elastike në intervalin 1-30%.

Kthimi në gjendjen origjinale në metalet me efekt të kujtesës së formës mund të ndodhë aq intensivisht sa nuk mund të shtypet nga një forcë afër rezistencës në tërheqje.

Materiale

Ndër lidhjet me veti të tilla, më të zakonshmet janë titan-nikeli (49-57% Ni dhe 38-50% Ti). Ata kanë karakteristika të mira të performancës:

• forcë e lartë dhe rezistencë ndaj korrozionit;
• koeficient i rëndësishëm i rikuperimit të formës;
• vlera e madhe e stresit të brendshëm kur kthehet në gjendjen fillestare (deri në 800 MPa);
• pajtueshmëri e mirë me strukturat biologjike;
• absorbimi efektiv i dridhjeve.

Përveç nikelidit të titanit (ose nitinolit), përdoren lidhje të tjera:

• dy komponentësh - Ag-Cd, Au-Cd, Cu-Sn, Cu-Zn, In-Ni, Ni-Al, Fe-Pt, Mn-Cu;
• tre-komponent - Cu-Al-Ni, CuZn-Si, CuZn-Al, TiNi-Fe, TiNi-Cu, TiNi-Nb, TiNi-Au, TiNi-Pd, TiNi-Pt, Fe-Mn-Si dhe të tjerë.

Aditivët aliazh mund të ndryshojnë shumë temperaturën e transformimeve martensitike, duke ndikuar në vetitë e reduktimit.

Përdorimi industrial

Përdorimi i efektit të kujtesës së formës ju lejon të zgjidhni shumë probleme teknike:

• krijimi i asambleve të tubave të mbyllur është i ngjashëm me metodën e ndezjes (lidhjet me fllanxha, jakë dhe bashkime vetë-shtrënguese);
• prodhimi i veglave shtrënguese, kapëse, shtytëse;
• projektimi i "superburimeve" dhe akumulatorëve të energjisë mekanike, motorëve stepper;
• krijimi i lidhjeve nga materiale të ndryshme (metal-jometal) ose në vende të vështira për t'u arritur kur përdorimi i saldimit ose saldimit bëhet i pamundur;
• prodhimi i elementeve të fuqisë të ripërdorshme;
• mbyllja e strehimit të mikroqarqeve, bazat për lidhjen e tyre;
• prodhimi i rregullatorëve dhe sensorëve të temperaturës në pajisje të ndryshme (alarme zjarri, siguresa, valvola të motorëve të nxehtësisë dhe të tjera).

Ka perspektiva të mëdha për krijimin e pajisjeve të ngjashme për industrinë hapësinore (antena dhe panele diellore vetë-vendosëse, pajisje teleskopike, vegla për punë instalimi në hapësirën e jashtme, disqe për mekanizma rrotullues - timonë, flapa, kapëse, manipulues). Avantazhi i tyre është mungesa e ngarkesave impulsive që prishin pozicionin hapësinor në hapësirë.

Aplikimi i lidhjeve të kujtesës së formës në mjekësi

Në shkencën e materialeve mjekësore, metalet me këto veti përdoren për prodhimin e pajisjeve të tilla teknologjike si:

• motorë stepper për shtrirjen e kockave dhe drejtimin e shtyllës kurrizore;
• filtra për zëvendësuesit e gjakut;
• pajisje për fiksimin e thyerjeve;
• pajisje ortopedike;
• kapëse për venat dhe arteriet;
• pjesë të pompave për zemër artificiale ose veshka;
• stente dhe endoproteza për implantimin në enët e gjakut;
• harqe ortodontike për korrigjimin e dhëmbëve.

Disavantazhet dhe perspektivat

Pavarësisht nga mundësitë e tyre të gjera, lidhjet me memorie të formës kanë disavantazhe që kufizojnë përdorimin e tyre të gjerë:

• komponentë kimikë të shtrenjtë;
• teknologji komplekse e prodhimit, nevoja për të përdorur pajisje vakum (për të shmangur përfshirjen e papastërtive të azotit dhe oksigjenit);
• paqëndrueshmëria e fazës;
• përpunueshmëri e ulët e metaleve me prerje;
• vështirësi në modelimin e saktë të sjelljes së strukturave dhe prodhimit të lidhjeve me karakteristika të specifikuara;
• plakja, lodhja dhe degradimi i lidhjeve.

Një drejtim premtues në zhvillimin e kësaj fushe të teknologjisë është krijimi i veshjeve nga metalet me një efekt kujtese të formës, si dhe prodhimi i lidhjeve të tilla me bazë hekuri. Strukturat e përbëra do t'ju lejojnë të kombinoni vetitë e dy ose më shumë materialeve në një zgjidhje teknike.

në shtëpi » Ulçera » Efektet e kujtesës së formës: materialet dhe mekanizmi i veprimit. Mundësitë e aplikimit. Efekti i kujtesës së formës Materialet me memorie