NITINOL fòm memwa alyaj
Nikèl Titàn, ke yo rele tou nitinol, se yon alyaj metal nikèl ak Titàn, kote de eleman yo prezan nan pousantaj atomik apeprè egal. Yo nonmen diferan alyaj dapre pousantaj pwa nikèl; pa egzanp, nitinol 55 ak nitinol 60.
Nitinol alyaj montre de pwopriyete ki gen rapò ak inik: efè memwa fòm ak superelasticity (yo rele tou pseudoelasticity). Fòm memwa se kapasite nan nitinol sibi deformation nan yon tanperati, rete nan fòm defòme li yo lè yo retire fòs ekstèn lan, ak Lè sa a, refè fòm orijinal li, endefòme sou chofaj pi wo a "tanperati transfòmasyon li yo."
NiTi konpoze.
Pwopriyete etranj Nitinol yo sòti nan yon transfòmasyon revèsib faz eta solid ke yo rekonèt kòm yon transfòmasyon martensitic ant de diferan faz kristal martensite, ki mande 69–138 MPa (10,000–20,000 psi) nan estrès mekanik.
Nan tanperati ki wo, nitinol sipoze yon estrikti kib senp entèpénétrer yo rele austenite (ke yo rele tou faz paran an). Nan tanperati ki ba, nitinol espontaneman transfòme nan yon estrikti kristal monoklinik ki pi konplike ke yo rekonèt kòm martensite (faz pitit fi).[8] Gen kat tanperati tranzisyon ki asosye ak transfòmasyon austenite-a-martensite ak martensite-a-austenite. Kòmanse nan austenite plen, martensite kòmanse fòme kòm alyaj la refwadi nan sa yo rele tanperati kòmanse martensite oswa Ms, ak tanperati a nan ki transfòmasyon an fini yo rele tanperati a fini martensite, oswa Mf. Lè alyaj la konplètman martensite epi li sibi chofaj, austenite kòmanse fòme nan tanperati kòmansman austenite, Kòm, epi fini nan tanperati fini austenite, Af.[9]
Isterèz tèmik nan transfòmasyon faz nitinol la
Sik refwadisman/chofaj la montre isterèz tèmik. Lajè isterèz la depann sou konpozisyon egzak nitinol ak pwosesis. Valè tipik li yo se yon seri tanperati ki kouvri apeprè 20-50 degre (36-90 degre F), men li ka redwi oswa anplifye pa alyaj[10] ak pwosesis.[11]
Esansyèl nan pwopriyete nitinol yo se de aspè kle nan transfòmasyon faz sa a. Premyèman se ke transfòmasyon an se "revèsib", sa vle di ke chofaj pi wo a tanperati transfòmasyon an pral retounen estrikti kristal la nan faz austenite ki pi senp. Dezyèm pwen kle a se ke transfòmasyon nan tou de direksyon yo se enstantane.
Estrikti kristal Martensite a (ke yo rekonèt kòm yon monoklinik, oswa estrikti B19 ') gen kapasite inik pou sibi deformation limite nan kèk fason san yo pa kraze lyezon atomik. Sa a se kalite deformation ke yo rekonèt kòm marasa, ki gen ladann rearanjman nan avyon atomik san yo pa sa ki lakòz glise, oswa deformation pèmanan. Li se kapab sibi sou 6-8% souch nan fason sa a. Lè martensite tounen nan austenite pa chofaj, estrikti orijinal austenitic retabli, kèlkeswa si faz martensite la te defòme. Se konsa, fòm nan faz wo-tanperati ostenit la "sonje," menm si alyaj la sevè defòme nan yon tanperati ki pi ba.[12]
View 2D nan estrikti cristalline nitinol pandan sik la refwadisman / chofaj
Yon gwo presyon ka pwodui lè w anpeche revèsyon martensit defòme nan austenite-de 240 MPa (35,000 psi) rive, nan anpil ka, plis pase 690 MPa (100,000 psi). ). Youn nan rezon ki fè nitinol travay di pou retounen nan fòm orijinal li se ke li se pa sèlman yon alyaj metal òdinè, men sa ke yo rekonèt kòm yon konpoze entèmetal. Nan yon alyaj òdinè, elektè yo owaza pozisyone nan lasi kristal la; nan yon konpoze entèmetalik òdone, atòm yo (nan ka sa a, nikèl ak Titàn) gen kote trè espesifik nan lasi a.[13] Lefèt ke nitinol se yon intermetallic se lajman responsab pou konpleksite nan fabrike aparèy ki fèt ak alyaj la.
Aplikasyon
Yon clip nitinol bese epi li refè apre yo te mete l nan dlo cho
Gen kat kalite aplikasyon souvan itilize pou nitinol:
Rekiperasyon gratis
Nitinol se defòme nan yon tanperati ki ba, rete defòme, ak Lè sa a, se chofe refè fòm orijinal li nan efè a memwa fòm.
Rekiperasyon kontrent
Menm jan ak rekiperasyon gratis, eksepte ke rekiperasyon an se rigidman anpeche e konsa estrès pwodwi.
Pwodiksyon travay
Alyaj la gen dwa refè, men pou fè sa li dwe aji kont yon fòs (konsa fè travay).
Superelastisite
Nitinol aji kòm yon sezon prentan super atravè efè superelastic la.
Materyèl superelastik sibi yon transfòmasyon estrès-induit epi yo souvan rekonèt pou pwopriyete "fòm-memwa" yo. Akòz superelasticity li yo, fil NiTi montre yon efè "elastokalorik", ki se chofaj / refwadisman estrès ki deklanche. Fil NiTi yo kounye a anba rechèch kòm materyèl ki pi pwomèt pou teknoloji a. Pwosesis la kòmanse ak chaje rupture sou fil la, ki lakòz likid (nan fil la) koule nan HHEX (échangeur chalè cho). An menm tan, chalè yo pral ekspilse, ki ka itilize pou chofe anviwònman yo. Nan pwosesis la ranvèse, dechaje tensile nan fil la mennen nan likid ap koule tankou dlo nan CHEX (chanjeur chalè frèt), sa ki lakòz fil NiTi a absòbe chalè nan anviwònman an. Se poutèt sa, tanperati a nan anviwònman an ka diminye (refwadi).
Aparèy elastokalorik yo souvan konpare ak aparèy mayetokalorik kòm nouvo metòd efikas chofaj / refwadisman. Aparèy elastokalori ki fèt ak fil NiTi gen yon avantaj sou aparèy mayetokalori ki fèt ak gadolinyòm akòz pouvwa refwadisman espesifik li yo (nan 2 Hz), ki se 70X pi bon (7 kWh/kg kont 0.1 kWh/kg). Sepandan, aparèy elektwokalorik ki fèt ak fil NiTi tou gen limit, tankou lavi fatig kout li yo ak depandans sou gwo fòs rupture (konsome enèji).
