Adi müdrikliyə görə metallar ən davamlı və davamlı materiallardır. Bununla belə, xarici bir yük tətbiq etmədən deformasiyadan sonra formasını bərpa edə bilən ərintilər var. Onlar həmçinin onları konstruktiv materiallardan fərqləndirən digər unikal fiziki və mexaniki xassələri ilə xarakterizə olunur.
Fenomenin mahiyyəti
Ərintilərin forma yaddaş effekti ondan ibarətdir ki, əvvəlcədən deformasiyaya uğramış metal qızdırma nəticəsində və ya sadəcə boşaldıqdan sonra özbaşına bərpa olunur. Bu qeyri-adi xüsusiyyətlər hələ 1950-ci illərdə elm adamları tərəfindən fərq edildi. 20-ci əsr Hətta o zaman bu fenomen kristal qəfəsdə martenzitik çevrilmələrlə əlaqələndirilirdi, bu zaman atomların nizamlı hərəkəti baş verir.
Forma yaddaş materiallarına malik martensit termoelastikdir. Bu struktur nazik lövhələr şəklində olan kristallardan ibarətdir ki, onlar xarici təbəqələrdə uzanır, daxili təbəqələrdə isə sıxılır. Deformasiyanın “daşıyıcıları” fazalararası, əkiz və kristallararası sərhədlərdir. Qızdırıldıqdan sonra deformasiya olunurərintisi, metalı orijinal formasına qaytarmağa çalışan daxili gərginliklər yaranır.
Sontan sağalmanın xarakteri əvvəlki məruz qalma mexanizmindən və onun keçdiyi temperatur şəraitindən asılıdır. Ən çox maraq doğuran, bir neçə milyon deformasiyaya çata bilən çoxsaylı dövriyyədir.
Forma yaddaş effekti olan metallar və ərintilər başqa unikal xüsusiyyətə malikdir - materialın fiziki və mexaniki xüsusiyyətlərinin temperaturdan qeyri-xətti asılılığı.
çeşidlər
Yuxarıdakı proses bir neçə formada ola bilər:
- superplastiklik (superelastiklik), burada metalın kristal strukturunun normal vəziyyətdə axma gücünü əhəmiyyətli dərəcədə aşan deformasiyalara tab gətirə bilməsi;
- tək və geri çevrilə bilən forma yaddaşı (sonuncu halda, təsir termal dövriyyə zamanı dəfələrlə təkrarlanır);
- irəli və tərs çevrilmə çevikliyi (soyutma və qızdırma zamanı martenzitik transformasiyadan keçərkən müvafiq olaraq deformasiyanın yığılması);
- reversible yaddaş: qızdırıldıqda əvvəlcə bir deformasiya bərpa olunur, sonra temperaturun daha da artması ilə digəri;
- yönümlü transformasiya (yükün götürülməsindən sonra deformasiyaların yığılması);
- psevdoelastiklik - 1-30% diapazonunda elastik dəyərlərdən qeyri-elastik deformasiyaların bərpası.
Effekti olan metallar üçün orijinal vəziyyətinə qayıdınforma yaddaşı o qədər sıx ola bilər ki, onu dartılma gücünə yaxın bir qüvvə basdıra bilməz.
Materiallar
Belə xassələrə malik ərintilər arasında ən çox yayılmışları titan-nikeldir (49–57% Ni və 38–50% Ti). Onların yaxşı performansı var:
- yüksək möhkəmlik və korroziyaya davamlılıq;
- əhəmiyyətli bərpa faktoru;
- ilkin vəziyyətə qayıtdıqda daxili gərginliyin böyük dəyəri (800 MPa-a qədər);
- bioloji strukturlarla yaxşı uyğunluq;
- effektiv vibrasiya udma.
Titan nikelid (və ya nitinol) ilə yanaşı, digər ərintilər də istifadə olunur:
- ikikomponentli - Ag-Cd, Au-Cd, Cu-Sn, Cu-Zn, In-Ni, Ni-Al, Fe-Pt, Mn-Cu;
- üç komponentli - Cu-Al-Ni, CuZn-Si, CuZn-Al, TiNi-Fe, TiNi-Cu, TiNi-Nb, TiNi-Au, TiNi-Pd, TiNi-Pt, Fe-Mn -Si və başqaları.
Alaşımlı aşqarlar reduksiya xassələrinə təsir edərək martensitik çevrilmə temperaturunu əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər.
Sənaye istifadəsi
Forma yaddaş effektinin tətbiqi bir çox texniki problemləri həll etməyə imkan verir:
- məşəl yandırma üsuluna bənzər sıx boru birləşmələrinin yaradılması (flanşlı birləşmələr, öz-özünə bərkidici kliplər və muftalar);
- sıxma alətlərinin, tutucuların, itələyicilərin istehsalı;
- dizayn"super yaylar" və mexaniki enerji akkumulyatorları, pilləli mühərriklər;
- oxşar olmayan materiallardan (metal-qeyri-metal) və ya əlçatmaz yerlərdə qaynaq və ya lehimləmə qeyri-mümkün olduqda birləşmələrin yaradılması;
- təkrar istifadə edilə bilən güc elementlərinin istehsalı;
- mikrosxemlərin qutularının möhürlənməsi, onların qoşulması üçün rozetkalar;
- müxtəlif cihazlarda temperatur tənzimləyicilərinin və sensorlarının istehsalı (yanğın siqnalları, qoruyucular, istilik mühərriki klapanları və s.).
Kosmik sənaye üçün belə cihazların (özünü yerləşdirən antenalar və günəş panelləri, teleskopik qurğular, kosmosda quraşdırma işləri üçün alətlər, fırlanan mexanizmlər üçün sürücülər - sükanlar, panjurlar, lyuklar, manipulyatorlar) yaradılması böyük perspektivlərə malikdir.. Onların üstünlüyü kosmosda fəza mövqeyini pozan impuls yüklərinin olmamasıdır.
Forma yaddaşlı ərintilərin tibbdə tətbiqi
Tibbi material elmində bu xüsusiyyətlərə malik metallar aşağıdakı kimi texnoloji cihazların istehsalı üçün istifadə olunur:
- sümükləri uzatmaq, onurğa sütununu düzəltmək üçün pilləli mühərriklər;
- qan əvəzediciləri üçün filtrlər;
- sınıqları düzəltmək üçün cihazlar;
- ortopedik cihazlar;
- damarlar və arteriyalar üçün sıxaclar;
- süni ürək və ya böyrək üçün nasos hissələri;
- qan damarlarına implantasiya üçün stentlər və endoprotezlər;
- dişlərin düzəldilməsi üçün ortodontik məftillər.
Dezavantajlar və perspektivlər
Böyük potensialına baxmayaraq, forma yaddaşı ərintilərinin geniş tətbiqini məhdudlaşdıran çatışmazlıqları var:
- bahalı kimya komponentləri;
- mürəkkəb istehsal texnologiyası, vakuum avadanlığından istifadə ehtiyacı (azot və oksigen çirklərinin daxil olmasının qarşısını almaq üçün);
- faza qeyri-sabitliyi;
- metalların aşağı emal qabiliyyəti;
- konstruksiyaların davranışının dəqiq modelləşdirilməsində və istənilən xüsusiyyətlərə malik ərintilərin hazırlanmasında çətinliklər;
- yaşlanma, yorğunluq və ərintilərin deqradasiyası.
Bu texnologiya sahəsinin inkişafında perspektivli istiqamət forma yaddaş effekti olan metallardan örtüklərin yaradılması, həmçinin dəmir əsasında belə ərintilərin istehsalıdır. Kompozit konstruksiyalar iki və ya daha çox materialın xassələrini bir texniki həlldə birləşdirməyə imkan verəcək.
