Ciamar a tha cuimhne cumadh fuarain Nitinol ag obair?
2024-09-20 15:02:31
Cuimhne cumadh Nitinol springs nan iongantas iongantach de shaidheans stuthan, a’ cothlamadh feartan sònraichte alloy Nitinol le sùbailteachd geoimeatraidh an earraich. Faodaidh na co-phàirtean ùr-ghnàthach sin “cuimhneachadh” air a’ chumadh tùsail aca agus tilleadh thuige às deidh deformachadh, gan dèanamh air leth luachmhor ann an grunn ghnìomhachasan. Bidh am blog seo a’ sgrùdadh na h-innealan toinnte air cùl cuimhne cumadh fuarain Nitinol, a’ sgrùdadh an cuid sgrìobhadh, giùlan agus cleachdadh. Lorgaidh sinn an saidheans a leigeas leis na fuarain sin am buaidh cuimhne cumadh iongantach agus an sàr-elasticity a thaisbeanadh, a’ tilgeil solas air mar a tha iad ag atharrachadh raointean bho innealan meidigeach gu innleadaireachd aerospace.
An Saidheans air a chùlaibh Cruth Cuimhne Nitinol Springs
Dèanamh agus Structar Crystal Nitinol
Tha Nitinol, an alloy aig cridhe fuarain cuimhne cumadh, na mheasgachadh faisg air equiatomic de nicil agus titanium. Tha an riochdachadh sònraichte seo ag adhbhrachadh a fheartan iongantach. Aig an ìre atamach, tha Nitinol a 'taisbeanadh dà structar criostail sònraichte: austenite agus martensite. Tha an cruth-atharrachadh eadar na h-ìrean sin na phrìomh dhòigh air buaidh cuimhne cumadh a thuigsinn.
Tha structar criostail ciùbach aig Austenite, an ìre àrd-teòthachd. Tha an rèiteachadh seo seasmhach aig teòthachd nas àirde agus tha e co-cheangailte ri cumadh "cuimhne" an earraich. Is e Martensite, air an làimh eile, an ìre teòthachd ìosal le structar criostail monoclinic. Tha e nas sùbailte agus faodar a dheformachadh gu furasta gun mhilleadh maireannach air na bannan atamach.
Cruth-atharrachadh ìre agus buaidh cuimhne cumadh
Tha buaidh cuimhne cumadh ann an fuarain Nitinol a’ tachairt mar thoradh air cruth-atharrachadh ìre reversible, cruaidh eadar austenite agus martensite. Nuair a tha fuaran Nitinol air fhuarachadh fon teòthachd cruth-atharrachaidh aige, bidh e a’ gluasad bho austenite gu martensite. Anns an stàit seo, faodar an t-earrach a dhì-dhealbhadh gun a bhith a 'briseadh a cheanglaichean atamach.
Nuair a thèid an teasachadh os cionn an teòthachd cruth-atharrachaidh, tillidh an structar criostail gu austenite. Tha an t-atharrachadh ìre seo ag adhbhrachadh gum bi na dadaman air an ath-thaobhadh, a 'tilleadh an earraich chun a chumadh tùsail, "air a chuimhneachadh". Faodar am pròiseas seo ath-aithris grunn thursan gun truailleadh, a ’dèanamh fuarain Nitinol gu math earbsach airson tagraidhean a dh’ fheumas ath-nuadhachadh cumadh a-rithist.
Superelasticity ann an Nitinol Springs
Tha superelasticity na sheilbh iongantach eile de fhuarain Nitinol, gu dlùth ceangailte ri buaidh cuimhne cumadh. Aig teòthachd os cionn teòthachd crìochnachaidh austenite, tha Nitinol a 'taisbeanadh giùlan superelastic. Nuair a thèid cuideam a chuir an sàs, bidh an austenite ag atharrachadh gu martensite air a bhrosnachadh le cuideam, a ’leigeil leis an earrach a dhol tro deformations mòra gun mhilleadh maireannach.
Nuair a thèid an cuideam a thoirt air falbh, bidh am martensite a 'tionndadh air ais gu austenite sa bhad, agus bidh an t-earrach a' tilleadh chun a chumadh tùsail. Tha an togalach seo a’ leigeil le fuarain Nitinol seasamh ri sreathan suas ri 10 tursan nas motha na fuarain meatailt àbhaisteach, gan dèanamh air leth freagarrach airson tagraidhean a dh’ fheumas àrd elasticity agus faighinn seachad air.
Dèanamh agus giullachd cruth cuimhne cuimhne Nitinol Springs
Ullachadh alloy agus leaghadh
An turas a cuimhne cumadh Nitinol earrach a 'tòiseachadh le ullachadh mionaideach an Nitinol alloy. Tha nicil agus titanium fìor-ghlan air an tomhas gu faiceallach agus air an cur còmhla ann an cuibhreannan mionaideach, mar as trice ag amas air co-dhèanamh de mu 55% nicil agus 45% titanium a rèir cuideam. Tha an dearbhachd seo deatamach, oir faodaidh eadhon atharrachaidhean beaga buaidh mhòr a thoirt air feartan an alloy.
Tha na stuthan amh air an leaghadh ann an àrainneachd falamh no gas inert gus casg a chuir air oxidation. Thathas a’ cleachdadh dhòighean adhartach leithid leaghadh inntrigidh falamh no ath-leaghadh arc falamh gus dèanamh cinnteach à aon-ghnèitheachd agus purrachd. Tha an alloy leaghte an uairsin air a thilgeil a-steach do ingots, a’ comharrachadh a ’chiad cheum anns a’ chruth-atharrachadh bho stuthan amh gu fuarain cuimhne cumadh sòlaimte.
Obair theth agus Dealbh Fuar
Cho luath ‘s a thèid na h-ingots Nitinol a chruthachadh, bidh iad a’ dol tro shreath de phròiseasan obrach teth. Dh’ fhaodadh seo a bhith a’ toirt a-steach cruthachadh teth, roiligeadh teth, no eas-tharraing, a chuidicheas le bhith a’ briseadh sìos an structar as-cast agus a’ leasachadh feartan meacanaigeach an alloy. Bidh an stuth a tha ag obair teth an uairsin fo smachd fuar, pròiseas a lughdaicheas trast-thomhas na h-uèir agus a leudaicheas a fad.
Tha tarraing fuar na cheum deatamach ann a bhith ag àrdachadh neart meacanaigeach an uèir Nitinol. Bidh e a’ toirt a-steach cuideam a-steach don stuth, a dh’ fhaodar a làimhseachadh gus cuimhne cumadh agus feartan superelastic a ghleusadh. Faodaidh an uèir a dhol tro iomadh pas tarraing, le làimhseachadh analachaidh eadar-mheadhanach gus faochadh a thoirt do chuideaman a-staigh agus cumail suas comas obrach.
Suidheachadh cumadh agus làimhseachadh teas
Is e am pròiseas suidheachadh cumadh an ìre mu dheireadh agus is dòcha as cudromaiche ann an saothrachadh cuimhne cumadh Nitinol springs. Tha an uèir air a tharraing air a thionndadh a-steach don rèiteachadh earraich a tha thu ag iarraidh a’ cleachdadh tàmh-àirneisean sònraichte no mandrels. Tha an co-chruinneachadh seo an uairsin fo smachd siostam làimhseachaidh teas mionaideach.
Tha an làimhseachadh teas, mar as trice air a dhèanamh aig teòthachd eadar 450 ° C agus 550 ° C, a’ frithealadh iomadh adhbhar. Bidh e a ’suidheachadh cumadh“ cuimhne ”an earraich, a’ faochadh cuideaman air fhàgail bhon phròiseas fuar-obrach, agus a ’gleusadh an teòthachd cruth-atharrachaidh. Tha fad agus teòthachd an làimhseachaidh teas seo air an smachd gu faiceallach gus an cothromachadh a tha thu ag iarraidh a choileanadh de bhuaidh cuimhne cumadh, superelasticity, agus feartan meacanaigeach.
Cleachdaidhean agus Buannachdan Cumadh Cuimhne Nitinol Springs
Innealan meidigeach agus implantan
Cuimhne cumadh Nitinol springs air cleachdadh farsaing a lorg ann an raon meidigeach, ag atharrachadh dealbhadh innealan agus implantan nach eil cho iongantach. Ann an tagraidhean cardiovascular, bidh fuarain Nitinol air an cleachdadh ann an stents a ghabhas teannachadh airson an cuir a-steach tro incisions beaga agus an uairsin leudachadh chun chumadh ro-shuidhichte aca aon uair ‘s gu bheil iad nan àite. Tha an togalach seo a’ lughdachadh gu mòr an trauma co-cheangailte ri modhan lannsaireachd traidiseanta.
Bidh sreangan bogha orthodontic air an dèanamh le fuarain Nitinol a’ toirt seachad feachdan cunbhalach, socair airson gluasad fhiaclan thar amannan fada. Tha na feartan superelastic aca a’ ceadachadh sreapadairean mòra às aonais deformachadh maireannach, gan dèanamh air leth freagarrach airson droch mhì-rianan a cheartachadh. Ann an orthopedeics, bidh fuarain Nitinol air an cleachdadh ann an stàplalan cnàimh agus truinnsearan a dh’ fhaodadh cruth atharrachadh le teòthachd a ’chuirp, a’ toirt seachad an teannachadh as fheàrr airson slànachadh cnàimh.
Gnìomhachasan Aerospace agus Automotive
Tha na feartan sònraichte aig cuimhne cumadh fuarain Nitinol gan dèanamh luachmhor ann an tagraidhean aerospace. Tha iad air an cleachdadh ann an siostaman taise crathaidh, far a bheil an comas air lùth a ghabhail a-steach agus a sgaoileadh a’ cuideachadh le bhith a’ lughdachadh sgìths structarail ann am pàirtean itealain. Bidh fuarain Nitinol cuideachd air an cleachdadh ann an actuators teirmeach airson soithichean-fànais, far an urrainn dhaibh panalan grèine no antennas a chuir an sàs gu earbsach mar fhreagairt air atharrachaidhean teothachd.
Ann an roinn nan càraichean, tha fuarain Nitinol air am fastadh ann an grunn shiostaman sàbhailteachd is comhfhurtachd. Tha iad air an cleachdadh ann an siostaman solais cinn atharrachail a bhios ag atharrachadh pàtran beam stèidhichte air suidheachaidhean dràibhidh. Bidh cuid de charbadan sòghail a’ toirt a-steach fuarain Nitinol ann am fionnaichean smachd gnàth-shìde, a’ ceadachadh atharrachaidhean stiùir sruth-adhair sàmhach agus èifeachdach.
Leictreonaic luchd-cleachdaidh agus Robotics
Tha an gluasad miniaturization ann an electronics luchd-cleachdaidh air buannachd mhòr fhaighinn às cuimhne cumadh Nitinol springs. Bidh iad air an cleachdadh ann am meanbh-actuators airson innealan fòcas camara ann am fònaichean sgairteil, a’ toirt seachad smachd mionaideach ann am factar cruth teann. Ann an coimpiutairean-uchd agus clàran, thathas a ’cleachdadh fuarain Nitinol ann an uidheamachdan lùdagach as urrainn an inneal fhosgladh no a dhùnadh gu fèin-ghluasadach stèidhichte air eadar-obrachadh luchd-cleachdaidh.
Ann an robotics, cuimhne cumadh Tha fuarain Nitinol a’ tabhann buannachdan gun samhail airson structaran sùbailte is sùbailte a chruthachadh. Tha iad air an cleachdadh ann an tagraidhean robotics bog, far a bheil an comas cruth atharrachadh mar fhreagairt do bhrosnachadh dealain no teirmeach a’ ceadachadh gluasadan agus eadar-obrachaidhean iom-fhillte. Tha an togalach seo gu sònraichte luachmhor ann a bhith a’ leasachadh grippers robotach as urrainn dèiligeadh gu faiceallach ri stuthan de dhiofar chumaidhean is mheudan.
Co-dhùnadh
Cuimhne cumadh Nitinol springs riochdachadh measgachadh iongantach de shaidheans stuthan agus innleachdas innleadaireachd. Tha an comas a bhith a’ cuimhneachadh agus a’ tilleadh gu cumadh ro-shuidhichte, còmhla ris na feartan sàr-elastic aca, a’ fosgladh saoghal de chothroman thar diofar ghnìomhachasan. Mar a bhios rannsachadh san raon seo a’ dol air adhart, faodaidh sinn a bhith an dùil gum faic sinn cleachdadh eadhon nas ùr-ghnàthach de na fuarain iongantach sin san àm ri teachd. Ma tha thu airson barrachd fiosrachaidh fhaighinn mun toradh seo, faodaidh tu fios a chuir thugainn aig: baojihanz-niti@hanztech.cn.
iomraidhean
1. Otsuka, K., & Wayman, CM (Eds.). (1999). Cumadh stuthan cuimhne. Clò Oilthigh Chambridge.
2. Duerig, T., Pelton, A., & Stöckel, D. (1999). Sealladh farsaing air tagraidhean meidigeach nitinol. Saidheans Stuthan agus Innleadaireachd: A, 273, 149-160.
3. Mohd Jani, J., Leary, M., Subic, A., & Gibson, MA (2014). Lèirmheas air rannsachadh cumadh cuimhne alloy, tagraidhean agus cothroman. Stuthan & Dealbhadh (1980-2015), 56, 1078-1113.
4. Sun, L., Huang, WM, Ding, Z., Zhao, Y., Wang, CC, Purnawali, H., & Tang, C. (2012). Stuthan cuimhne cumadh brosnachail-freagairt: lèirmheas. Stuthan & Dealbhadh, 33, 577-640.
5. Pelton, AR, Stöckel, D., & Duerig, TW (2000). Cleachdaidhean meidigeach de nitinol. Fòram Saidheans Stuthan, 327, 63-70.
6. Lagoudas, DC (Ed.). (2008). Aloidhean cuimhne cumadh: tagraidhean modaladh agus innleadaireachd. Saidheans agus meadhanan gnìomhachais Springer.