Ciamar a tha rioban Nitinol ag obair le cuimhne cumadh?

rioban nitinol, cruth iongantach de alloy cuimhne cumadh (SMA), a’ taisbeanadh comas iongantach airson “cuimhneachadh” agus tilleadh chun chumadh tùsail aige nuair a bhios e fo ùmhlachd atharrachaidhean teòthachd sònraichte. Tha an togalach iongantach seo a’ tighinn bho structar criostal sònraichte Nitinol, alloy equiatomic de nicil agus titanium. Nuair a thèid fhuarachadh fon teòthachd cruth-atharrachaidh aige, faodar rioban Nitinol a dheformachadh gu furasta agus a chumadh gu diofar chumaidhean. Ach, nuair a thèid teasachadh os cionn na teodhachd èiginneach seo, thèid an rioban tro atharrachadh ìre, a’ tilleadh chun chruth ro-shuidhichte aige le neart mòr. Tha a’ bhuaidh cuimhne cumadh seo freumhaichte ann an comas an stuth gluasad eadar dà structar criostail sònraichte: martensite aig teòthachd nas ìsle agus austenite aig teòthachd nas àirde. Tha an cruth-atharrachadh a 'tachairt aig an ìre atamach, far a bheil na h-ataman nicil agus titanium ag ath-rèiteachadh iad fhèin, a' leigeil leis an rioban "cuimhneachadh" a rèiteachadh tùsail. Tha am feart sònraichte seo a’ fàgail rioban Nitinol air leth luachmhor ann an grunn thagraidhean, bho aerospace agus innealan meidigeach gu electronics luchd-cleachdaidh agus sgeadachadh fasan, far a bheil miann atharrachaidhean cumadh ath-aithriseach fo smachd.

An Saidheans air a chùlaibh Cuimhne Cruth Ribbon Nitinol

Structar Crystal agus cruth-atharrachadh ìre

Tha buaidh cuimhne cumadh ann an rioban Nitinol gu bunaiteach ceangailte ris an structar criostalach aige. Aig teòthachd an t-seòmair, tha Nitinol mar as trice ann an ìre martensite, air a chomharrachadh le structar criostail monoclinic. Anns an t-suidheachadh seo, tha an rioban gu math bog agus sùbailte, a 'toirt cothrom dha deformachadh furasta. Nuair a thèid a theasachadh os cionn an teòthachd cruth-atharrachaidh aige, a dh’ fhaodar a dhealbhadh rè a’ phròiseas saothrachaidh, bidh Nitinol a’ gluasad chun ìre austenite aige, a’ gabhail ri structar criostal ciùbach. Is e an atharrachadh ìre seo an iuchair airson feartan cuimhne cumadh an rioban. Tha an cruth-atharrachadh eadar martensite agus austenite reversible agus a’ tachairt gun sgaoileadh, a’ ciallachadh nach fheum na dadaman siubhal astaran fada gus iad fhèin ath-rèiteachadh. An àite sin, bidh iad a 'gluasad beagan a thaobh an nàbaidhean, agus mar thoradh air sin bidh atharrachadh ann an structar criostail iomlan. Canar cruth-atharrachadh martensitic ris a’ phròiseas seo agus tha e an urra ri giùlan sònraichte rioban Nitinol.

Innealan ceangail agus lorg

Anns an ìre martensite, tha rioban Nitinol a’ nochdadh iongantas ris an canar càraid. Tha ceangal a 'toirt iomradh air cruthachadh structaran criostail ìomhaigh sgàthan taobh a-staigh an stuth. Nuair a tha an rioban air a deformachadh na staid martensitic, faodaidh na structaran càraid sin iad fhèin ath-stiùireadh gu furasta, a’ ceadachadh atharrachaidhean mòra ann an cumadh gun a bhith a’ briseadh bannan atamach. Is e am pròiseas seo, ris an canar detwinning, a leigeas leis an rioban a bhith air a chumadh gu diofar chumaidhean fhad ‘s a tha e nas fhuaire agus nas sùbailte. Nuair a thèid an rioban Nitinol a theasachadh às deidh sin, bidh am martensite dealaichte ag atharrachadh air ais gu austenite. Rè a 'chruth-atharrachaidh seo, bidh na dadaman a' tilleadh gu na h-àiteachan tùsail aca, a 'toirt air an rioban tilleadh chun a chumadh ro-shuidhichte. Faodaidh am pròiseas seo neart mòr a chruthachadh, a 'dèanamh rioban nitinol feumail ann an tagraidhean far a bheil an dà chuid cruth ath-bheothachadh agus gineadh feachd a dhìth.

Giullachd Thermomechanical agus Clò-bhualadh Cuimhne

Chan eil buaidh cuimhne cumadh ann an rioban Nitinol na sheilbh ghnèitheach den stuth ach feumar a bhith “air a thrèanadh” tro phròiseas ris an canar giollachd thermomechanical. Tha seo a’ toirt a-steach teasachadh an rioban gu teòthachd àrd, mar as trice timcheall air 500 ° C, agus a chumail san chumadh a tha thu ag iarraidh airson ùine sònraichte. Tha am pròiseas seo, ris an canar gu tric suidheachadh cumadh no clò-bhualadh cuimhne, a 'co-thaobhadh structar criostail austenite ann an dòigh a thig gu bhith na chumadh "cuimhne" air an rioban. Às deidh suidheachadh cumadh, faodar an rioban Nitinol a fhuarachadh gu staid martensitic agus deformed. Nuair a thèid a theasachadh a-rithist, tillidh e chun chumadh a chaidh a chlò-bhualadh aig àm giollachd thermomechanical. Tha cruinneas an ath-bheothachaidh cumadh seo iongantach, le rioban Nitinol comasach air tilleadh chun chruth tùsail aige le cruinneas suas ri 0.01mm.

Cleachdaidhean Cuimhne Cruth Ribbon Nitinol

Innealan meidigeach agus implantan

Tha biocompatibility agus feartan sònraichte rioban Nitinol air cruth-atharrachadh a dhèanamh air gnìomhachas innealan meidigeach. Ann an freasdal-lannan nach eil cho iongantach, faodar ionnstramaidean stèidhichte air Nitinol a chuir a-steach don bhodhaig ann an cruth teann agus an uairsin leudachadh chun chumadh gnìomh aca nuair a bhios iad fosgailte do theodhachd bodhaig. Tha an togalach seo gu sònraichte feumail ann a bhith a’ cruthachadh stents fèin-leudachadh airson modhan cardiovascular. Faodar na stents sin a dhlùthadh agus a shnàthadh tro shoithichean fala cumhang, an uairsin leudachadh gu am meud iomlan aon uair ‘s gu bheil iad nan àite, a’ toirt taic deatamach do bhallachan arterial lag. Archwires orthodontic air a dhèanamh à rioban nitinol thoir seachad prìomh eisimpleir eile de na tagraidhean meidigeach aige. Bidh na h-uèirichean sin a’ toirt feachd seasmhach, socair air fiaclan thairis air raon farsaing de shlatan-tomhais, gan dèanamh nas èifeachdaiche agus nas comhfhurtail na uèirichean traidiseanta stàilinn. Tha buaidh cuimhne cumadh a’ leigeil leis na boghan-bogha sin an èifeachdas a chumail suas thar amannan nas fhaide, a’ lughdachadh tricead atharrachaidhean a dh’ fheumar rè làimhseachadh orthodontic.

Gnìomhachasan Aerospace agus Automotive

Ann an tagraidhean aerospace, thathas a’ cleachdadh feartan cuimhne cumadh rioban Nitinol gus structaran atharrachail agus stuthan snasail a chruthachadh. Mar eisimpleir, faodaidh sgiathan itealain uidheamaichte le actuators rioban Nitinol cruth atharrachadh ann an itealaich, a’ dèanamh an fheum as fheàrr de choileanadh aerodynamic fo chumhachan eadar-dhealaichte. Tha comas aig an teicneòlas seo, ris an canar sgiathan morphing, èifeachdas connaidh agus coileanadh itealaich a leasachadh gu mòr. Tha gnìomhachas nan càraichean cuideachd a’ faighinn buannachd bho fheartan sònraichte rioban Nitinol. Faodaidh actuators alloy cuimhne cumadh air an dèanamh le Nitinol siostaman electromechanical traidiseanta a chuir an àite grunn phàirtean carbaid. Tha na actuators sin nas aotroime, nas toinnte, agus gu tric nas earbsaiche na an co-aoisean àbhaisteach. Tha tagraidhean a’ toirt a-steach siostaman solais-cinn atharrachail, sgàthan fèin-atharrachail, agus fionnaichean smachd gnàth-shìde a dh’ fhaodas stiùireadh atharrachadh stèidhichte air suidheachaidhean teòthachd.

Leictreonaic luchd-cleachdaidh agus aodach snasail

Bidh buaidh cuimhne cumadh rioban Nitinol a’ lorg cleachdaidhean ùr-ghnàthach ann an electronics luchd-cleachdaidh. Mar eisimpleir, faodar a chleachdadh ann an antennas fònaichean sgairteil a bhios gan cleachdadh gu fèin-ghluasadach nuair a bhios feum orra agus a tharraing air ais nuair nach eilear gan cleachdadh, ag adhartachadh fàilteachadh chomharran gun a bhith a’ toirt buaidh air bòidhchead inneal. Ann an coimpiutairean-uchd agus clàran, faodaidh lùdagan rioban Nitinol gluasad rèidh, fo smachd a thoirt seachad agus eadhon cuideachadh le bhith a ’fosgladh agus a’ dùnadh an inneal. Tha saoghal aodach snasail agus teicneòlas so-ruigsinneach cuideachd a’ sgrùdadh comas rioban Nitinol. Faodaidh aodach a tha a’ toirt a-steach snàithleanan Nitinol an structar aca atharrachadh mar fhreagairt air teòthachd, agus dh’ fhaodadh sin aodach a chruthachadh a bhios ag atharrachadh a rèir suidheachadh na h-àrainneachd. Dh’ fhaodadh seo leantainn gu seacaidean a dh’ fhàsas nas seasmhaiche ann an aimsir fhuar no lèintean a bhios a’ meudachadh fionnarachadh nuair a dh’ èiricheas teòthachd bodhaig an neach-caitheamh.

Dùbhlain agus leasachaidhean san àm ri teachd ann an Ribbon Nitinol Teicneòlas

Duilgheadasan cinneasachaidh agus giullachd

A dh'aindeoin a fheartan iongantach, tha grunn dhùbhlain ann a bhith ag obair le rioban Nitinol. Tha an stuth gu math duilich a innealachadh air sgàth cho làidir ‘s a tha e agus an claonadh a bhith ag obair gu cruaidh. Bidh dòighean gearraidh is cumadh àbhaisteach gu tric ag adhbhrachadh caitheamh innealan agus faodaidh iad feartan an rioban atharrachadh gu faiceallach. Chaidh dòighean adhartach leithid gearradh laser agus innealachadh sgaoilidh dealain (EDM) a leasachadh gus faighinn thairis air na cùisean sin, ach thig iad le cosgaisean toraidh nas àirde. Tha dùbhlan mòr eile ann a bhith a’ coileanadh thogalaichean cunbhalach thar diofar bhuilleagan de rioban nitinol. Tha buaidh cuimhne cumadh gu math mothachail air eachdraidh sgrìobhaidh agus giollachd an alloy. Faodaidh eadhon atharrachaidhean beaga ann an co-mheas nicil-titanium no paramadairean làimhseachadh teas leantainn gu eadar-dhealachaidhean mòra ann an teòthachd cruth-atharrachaidh agus feartan meacanaigeach. Feumaidh luchd-saothrachaidh ceumannan smachd càileachd teann a chumail gus dèanamh cinnteach à ath-riochdachadh, a chuireas ri iom-fhillteachd agus cosgais cinneasachaidh.

Leudachadh air an raon teòthachd de bhuaidh cuimhne cumadh

Mar as trice bidh riobanan Nitinol gnàthach a’ taisbeanadh a’ bhuaidh cuimhne cumadh aca taobh a-staigh raon teòthachd caran cumhang, a’ cuingealachadh am iomchaidheachd ann an àrainneachdan fìor. Tha rannsachadh a’ dol air adhart gus aloidhean ùra stèidhichte air Nitinol a leasachadh le raointean teòthachd obrachaidh nas fharsainge. Le bhith a’ toirt a-steach eileamaidean a bharrachd leithid hafnium, zirconium, no palladium, tha luchd-saidheans ag amas air aloidhean cuimhne cumadh a chruthachadh a dh’ obraicheas gu h-èifeachdach aig teòthachd glè ìosal agus fìor àrd. Dh’ fhaodadh na h-adhartasan sin cothroman ùra fhosgladh airson tagraidhean ribean Nitinol ann an sgrùdadh fànais, gnìomhachd mara domhainn, agus pròiseasan gnìomhachais àrd-teòthachd. Mar eisimpleir, leudaicheadh ​​​​cumadh actuators cuimhne as urrainn obrachadh ann am fìor fhuar an fhànais a-muigh no teas mòr einnseanan jet comas an teicneòlais gu mòr.

Amalachadh le stuthan agus siostaman snasail

Tha àm ri teachd teicneòlas rioban Nitinol na laighe san aonachadh le stuthan agus siostaman snasail eile. Tha luchd-rannsachaidh a’ sgrùdadh dhòighean air Nitinol a chur còmhla le stuthan piezoelectric, a’ cruthachadh actuators tar-chinealach as urrainn freagairt an dà chuid do bhrosnachadh teirmeach is dealain. Dh’ fhaodadh seo leantainn gu structaran atharrachadh cruth nas ionnsaichte agus nas ciallaiche. Is e raon leasachaidh gealltanach eile a bhith a’ toirt a-steach rioban Nitinol ann an stuthan fèin-slànachaidh. Le bhith a’ fighe a-steach snàithleach alloy cuimhne cumadh ann am matrices polymeric, tha luchd-saidheans a’ cruthachadh stuthan co-dhèanta as urrainn milleadh a chàradh gu fèin-ghluasadach. Nuair a thèid an stuth a mhilleadh, tha buaidh cuimhne cumadh na snàithlean Nitinol air a phiobrachadh, a 'tarraing nan raointean millte air ais còmhla agus a' comasachadh a 'phròiseas slànachaidh. A bharrachd air an sin, tha amalachadh rioban Nitinol le mothachairean adhartach agus siostaman smachd a ’fuasgladh na slighe airson structaran a tha dha-rìribh sùbailte. Dh’ fhaodadh na siostaman snasail sin an cumadh agus na feartan atharrachadh gu neo-eisimeileach mar fhreagairt air atharrachadh ann an suidheachaidhean àrainneachd no feumalachdan luchd-cleachdaidh, ag atharrachadh raointean bho ailtireachd gu innealan-fuadain.

Co-dhùnadh

Tha comasan cuimhne cumadh rioban Nitinol a’ leantainn air adhart a’ putadh crìochan saidheans stuthan agus innleadaireachd. Bhon structar criostalach bunaiteach aige gu na tagraidhean farsaing aige, tha an alloy iongantach seo a’ nochdadh cumhachd stuthan snasail ann a bhith a’ fuasgladh dhùbhlain iom-fhillte. Mar a thèid rannsachadh air adhart agus dòighean saothrachaidh ùra a’ nochdadh, faodaidh sinn a bhith an dùil gum faic sinn cleachdaidhean eadhon nas ùr-ghnàthach airson rioban nitinol, a’ daingneachadh a h-àite mar chlach-oisinn de theicneòlas stuthan an latha an-diugh. Ma tha thu airson tuilleadh 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.Lagoudas, DC (Ed.). (2008). Aloidhean cuimhne cumadh: tagraidhean modaladh agus innleadaireachd. Saidheans agus meadhanan gnìomhachais Springer.

3.Mohd Jani, J., Leary, M., Subic, A., & Gibson, MA (2014). Lèirmheas air rannsachadh cumadh cuimhne alloy, tagraidhean agus cothroman. Stuthan & Dealbhadh, 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.Barbarino, S., Flores, EIS, Ajaj, RM, Dayyani, I., & Friswell, MI (2014). Lèirmheas air aloidhean cuimhne cumadh le tagraidhean airson itealain morphing. Stuthan agus Structaran Smart, 23(6), 063001.

6.Morgan, NB (2004). Iarrtasan alloy cuimhne cumadh meidigeach - a’ mhargaidh agus na toraidhean aige. Saidheans Stuthan agus Innleadaireachd: A, 378(1-2), 16-23.