آلیاژ های حافظه‌دار از پیدایش تا کاربرد در صنعت
پیدایش
منشأ آلیاژ های حافظه‌دار (SMA) به آزمایشگاه تسلیحات دریایی برمی‌گردد، جایی که آزمایش‌های نوآورانه منجر به کشف نیتینول شدند. این خانواده از آلیاژها شامل طیف وسیعی از مواد است که تغییرات کوچک در ترکیب شیمیایی منجر به تغییرات چشمگیر در خواص آنها می‌شود. تولید آلیاژ های حافظه‌دار کاربردی نیازمند پیشرفته‌ترین فرآیندهای متالورژی و کنترل دقیق در طول تبدیل است.
فقط تعداد محدودی از شرکت‌ها در سراسر جهان این شاخه پیچیده از علم را به طور کامل تسلط یافته‌اند. آلیاژهای حافظه‌دار بر پایه نیکل (Ni-based SMA) به دلیل دسترسی بالا، صنعت گسترده تبدیل و خواص عملکردی متنوع، بیشترین کاربرد را دارند. با کنترل ترکیب شیمیایی و پاکیزگی میکروسکوپی، عملکرد می‌تواند برای دستیابی به هر دو ویژگی ابرالاستیکی و حافظه شکلی به‌دقت تنظیم شود.
فرآیند دستکاری پیچیده‌ای که از نیکل و تیتانیوم شروع می‌شود.
آلیاژهای حافظه‌دار (SMA) خانواده‌ای از مواد پیشرفته هستند که با عناصر پایه نیکل و تیتانیوم آغاز می‌شوند. اضافه کردن عناصر دیگر می‌تواند به‌طور چشمگیری ویژگی‌های نهایی را تغییر دهد و آن را برای کاربردهای مختلف مناسب کند. مسیر از مواد خام به محصول نهایی شامل گزینه‌های متعددی است، از تکنیک‌های ذوب و اندازه‌های شمش گرفته تا تبدیل‌های گرم و سرد. هر مرحله از پردازش تأثیر زیادی بر ویژگی‌ها و عملکرد قطعه نهایی دارد، چه این قطعه یک سیم برای عملگرهای الکتریکی، یک فنر برای ترموستات‌ها، یا یک ایمپلنت پزشکی باشد. مرحله‌ای که بیشترین اهمیت را دارد، پردازش نهایی حرارت و مکانیکی است که به نام‌های فرم دهی یا تنظیم شکل نیز شناخته می‌شود، جایی که ویژگی‌های ماده تنظیم و به‌دقت برای برآوردن نیازهای خاص کاربرد تنظیم می‌شود. در مرز فناوری، SMA ماده‌ای به‌راستی شگفت‌انگیز با امکانات بی‌پایان است.
امکانات بی‌پایان توسط ویژگی‌های پیشرفته این ماده امکان‌پذیر شده است.
آلیاژهای حافظه‌دار (SMA) با ترکیب منحصر به فرد اندازه، شکل و قابلیت‌های هندسی خود، دنیایی از امکانات را ارائه می‌دهند. اثر حافظه‌شکلی (SME) با تغییر در ساختار شبکه‌ای قطعه فعال می‌شود و از مارتنزیت به آستنیت تبدیل می‌شود و نتیجه آن تغییر در شکل و خواص مکانیکی است. این مواد با عملگرهای الکتریکی سبک، فشرده، انرژی‌کارآمد و بی‌صدا، صنایع خودروسازی، پزشکی و الکترونیک را متحول می‌کنند.
علاوه بر این، اثر ابرالاستیک (SE) در حوزه پزشکی توجه زیادی را به خود جلب کرده است، جایی که در دستگاه‌های قابل‌کاشتن مانند استنت‌ها و دریچه‌های آئورت مورد استفاده قرار می‌گیرد، به دلیل توانایی آن در بازیابی کامل تغییر شکل‌های قابل توجهی که فراتر از مواد معمولی است. SMA واقعاً ماده‌ای از آینده است که نحوه زندگی و کار ما را تغییر می‌دهد.
دما و فشار باعث تغییر در ساختار بلوری مواد بین این دو فاز می‌شود که منجر به ایجاد اثر حافظه‌شکلی می‌گردد.
تاثیر دما و فشار در آلیاژ های حافظه دار
در شکل های زیر توضیحات تکمیلی تر را مشاهده میکنید:
آلیاژهای حافظه‌دار (SMA) کاربردهای متنوعی در صنعت دارند، از جمله:
1. صنعت خودروسازی:
– عملگرهای الکتریکی: استفاده در سیستم‌های فعال‌کننده برای تنظیم آینه‌ها، صندلی‌ها و سیستم‌های تهویه.
– فنرها: برای مکانیزم‌های قفل‌کردن و بازکردن درها و پنجره‌ها.
2. صنعت پزشکی:
– استنت‌ها و دریچه‌های قلب: به دلیل قابلیت بازیابی کامل شکل، در دستگاه‌های پزشکی مانند استنت‌ها و دریچه‌های قلب به کار می‌روند.
– ایمپلنت‌ها:استفاده در ایمپلنت‌های ارتوپدی و جراحی‌های ترمیمی به دلیل انعطاف‌پذیری و توانایی تغییر شکل در دماهای مختلف.
3. صنعت الکترونیک:
– سنسورها و عملگرها: به کارگیری در سنسورها و عملگرهای الکتریکی به دلیل پاسخ‌دهی سریع به تغییرات دما و فشار.
4. صنعت هوافضا:
– مکانیزم‌های تغییر شکل: استفاده در مکانیزم‌های جابه‌جایی و تنظیم در ساختارهای هواپیما و فضاپیما به دلیل قابلیت تغییر شکل و بازیابی.
5. صنعت ساختمانی:
– مکانیزم‌های تنظیم: به کارگیری در سیستم‌های تنظیم و کنترل برای پل‌ها و ساختمان‌ها به دلیل قابلیت تنظیم خودکار در برابر تغییرات محیطی.
این کاربردها نشان‌دهنده قابلیت‌های گسترده و تأثیرگذار آلیاژهای حافظه‌دار در بهبود عملکرد و کارایی تجهیزات و سیستم‌های صنعتی هستند.
آشنایی با انواع فولادها و توضیحاتی در مورد آنها
متا متریال های مکانیکی یا مواد با نسبت منفی پواسون
کانال اطلاع رسانی تیم علمی و آموزشی دایا (کلیک کنید)
دیدگاهتان را بنویسید