Ciamar a tha buaidh cuimhne cumadh ag obair ann an uèir nitinol?

Tha Cumadh cuimhne uèir nitinol Tha buaidh ann an uèir nitinol na iongantas iongantach a tha air grunn ghnìomhachasan atharrachadh, bho innealan meidigeach gu innleadaireachd aerospace. Tha an togalach sònraichte seo a’ leigeil le uèir nitinol “cuimhneachadh” agus tilleadh chun chumadh tùsail às deidh dha a bhith deformed, ga dhèanamh na stuth luachmhor airson grunn thagraidhean. Anns a’ bhlog seo, nì sinn sgrùdadh air cho iom-fhillte ‘s a tha mar a tha buaidh cuimhne cumadh ag obair ann an uèir nitinol, a’ sgrùdadh a structar moileciuil, cruth-atharrachaidhean ìre, agus na factaran a bheir buaidh air a ghiùlan. Co-dhiù a tha thu nad neach-saidheans stuthan, innleadair, no dìreach fiosrach mu theicneòlasan ùr-nodha, tha tuigse air buaidh cuimhne cumadh ann an uèir nitinol a ’fosgladh saoghal de chothroman airson ùr-ghnàthachadh agus fuasgladh cheistean.

An Saidheans air a chùlaibh Cruth Cuimhne Nitinol Wire

Structar Crystal agus cruth-atharrachadh ìre

Aig cridhe buaidh cuimhne cumadh ann an uèir nitinol tha an structar criostail sònraichte aige agus an comas a dhol tro atharrachaidhean ìre. Tha nitinol, alloy de nicil agus titanium, a 'taisbeanadh dà structar criostail sònraichte: austenite agus martensite. Tha structar criostail ciùbach aig an ìre austenite, seasmhach aig teòthachd nas àirde, agus tha structar criostail monoclinic aig an ìre martensite, seasmhach aig teòthachd nas ìsle.

Is e an cruth-atharrachadh eadar an dà ìre seo a bheir feartan cuimhne cumadh uèir nitinol. Nuair a thèid an uèir fhuarachadh bhon ìre austenite, bidh e ag atharrachadh gu martensite càraid. Bidh an cruth-atharrachadh seo a’ tachairt gun atharrachadh cruth macroscopach sam bith. Ach, nuair a thèid cuideam a chuir air martensite, faodaidh e deformachadh gu furasta tro phròiseas ris an canar detwinning, a’ leantainn gu cumadh ùr.

Bidh an draoidheachd a’ tachairt nuair a thèid am martensite deformed a theasachadh os cionn an teòthachd cruth-atharrachaidh aige. Mar a bhios an teòthachd ag èirigh, tha an structar criostail a 'tòiseachadh a' gluasad air ais chun ìre austenite. Tha an cruth-atharrachadh seo a’ toirt neart mòr, a’ toirt air an uèir tilleadh chun a cumadh tùsail. Canar buaidh cuimhne cumadh ris a’ phròiseas seo, agus is e sin a tha a’ dèanamh uèir nitinol cho iongantach.

Dleastanas Teòthachd ann an Cuimhne Cruth

Tha àite deatamach aig teòthachd ann am buaidh cuimhne cumadh uèir nitinol. Tha an cruth-atharrachadh eadar austenite agus martensite a’ tachairt thar raon teodhachd, seach aig aon àm, mionaideach. Tha an raon teòthachd seo air a chomharrachadh le grunn phrìomh theodhachd:

• Mar (Tòiseachadh Austenite): An teòthachd aig a bheil an cruth-atharrachadh bho martensite gu austenite a’ tòiseachadh
• Af (Crìoch Austenite): An teòthachd aig a bheil an cruth-atharrachadh gu austenite deiseil
• Ms (Tòiseachadh Martensite): An teòthachd aig a bheil an cruth-atharrachadh bho austenite gu martensite a’ tòiseachadh aig àm fuarachadh
• Mf (crìoch martensite): An teòthachd aig a bheil an cruth-atharrachadh gu martensite deiseil

Faodar an teòthachd cruth-atharrachaidh seo atharrachadh le bhith ag atharrachadh co-dhèanamh an alloy nitinol, a’ ceadachadh buaidh cuimhne cumadh a ghnàthachadh airson tagraidhean sònraichte. Mar eisimpleir, le bhith a’ cumail smachd gu faiceallach air a’ cho-mheas nicil-titanium agus a’ cur beagan de dh’ eileamaidean eile ris, faodaidh innleadairean uèir nitinol a chruthachadh a sheallas feartan cuimhne cumadh aig teòthachd bodhaig, ga dhèanamh air leth freagarrach airson implantan meidigeach.

Martensite air a bhrosnachadh le cuideam agus superelasticity

A bharrachd air cruth-atharrachaidhean air adhbhrachadh le teòthachd, faodaidh uèir nitinol cuideachd a dhol tro chruthachadh martensite air a bhrosnachadh le cuideam. Bidh an t-iongantas seo a’ tachairt nuair a thèid cuideam a chuir air nitinol anns an ìre austenite aige aig teòthachd os cionn Af ach fo theodhachd èiginneach ris an canar Md (an teòthachd as àirde aig am faod martensite a bhith fo chuideam). Nuair a thèid cuideam a chuir an sàs anns an raon teòthachd seo, bidh an austenite ag atharrachadh gu dìreach gu martensite dealaichte, a’ ceadachadh gathan mòra a ghabhas tionndadh. Nuair a thèid an cuideam a thoirt air falbh, tillidh am martensite air ais gu austenite sa bhad, agus tillidh an stuth chun chumadh tùsail. Canar superelasticity no pseudoelasticity ris a’ ghiùlan seo, agus leigidh e le uèir nitinol a dhol tro deformations mòra gun deformachadh plastaig maireannach. Tha an cothlamadh de bhuaidh cuimhne cumadh agus superelasticity a’ dèanamh uèir nitinol na stuth air leth sùbailte, comasach air atharrachadh gu diofar shuidheachaidhean àrainneachd agus iarrtasan meacanaigeach.

Cleachdaidhean Cumadh Cuimhne Nitinol Wire

Innealan meidigeach agus implantan

Tha biocompatibility agus feartan sònraichte aig cumadh uèir nitinol cuimhne air a dhèanamh na inneal-atharrachaidh geama ann an raon meidigeach. Is e aon de na tagraidhean as follaisiche ann an cruthachadh stents fèin-leudachadh. Faodar na tiùban mogal beag seo a dhlùthadh agus a chuir a-steach do shoithichean fala a’ cleachdadh modhan-obrach nach eil cho iongantach. Aon uair 's gu bheil e na àite, bidh teas a' chuirp ag adhbhrachadh gum bi an uèir nitinol a 'leudachadh, a' fosgladh na h-artaireachd dùinte agus ag ath-nuadhachadh sruth fala. Bidh boghachan orthodontic air an dèanamh le nitinol a 'toirt seachad feachdan cunbhalach, socair airson gluasad fhiaclan, a' lùghdachadh an fheum air atharrachaidhean tric. Ann an raon ionnstramaidean obair-lannsa, tha uèir nitinol cuimhne cumadh a’ comasachadh leasachadh endoscopes sùbailte agus catheters as urrainn seòladh tro structaran anatomical iom-fhillte le glè bheag de dhragh gu na maothran mun cuairt. Tha feartan superelastic Nitinol cuideachd air an cleachdadh ann an implantan orthopédic, leithid slatan cnàimh-droma agus stàplalan cnàimh. Faodaidh na h-implantan sin atharrachadh gu gluasadan na bodhaig fhad ‘s a chumas iad an taic riatanach, a’ brosnachadh slànachadh nas fheàrr agus comhfhurtachd euslaintich.

Gnìomhachasan Aerospace agus Automotive

Tha gnìomhachas an itealain air gabhail ri uèir nitinol cuimhne cumadh airson a chomas structaran morphing agus co-phàirtean atharrachail a chruthachadh. Faodaidh sgiathan itealain uidheamaichte le actuators nitinol cruth atharrachadh ann an itealaich, a’ dèanamh an fheum as fheàrr de aerodynamics airson diofar shuidheachaidhean agus is dòcha a’ lughdachadh caitheamh connaidh. Ann an tagraidhean chàraichean, thathas a ’cleachdadh uèir nitinol ann an siostaman smachd gnàth-shìde, far an urrainn dha a bhith na actuator mothachail air teòthachd gus smachd a chumail air fionnaichean agus bhalbhaichean. Tha neart àrd reamhar an stuth agus an comas a bhith ag obair thairis air raon teòthachd farsaing ga dhèanamh air leth freagarrach airson na h-àrainneachdan dùbhlanach sin. Thathas cuideachd a’ sgrùdadh uèir nitinol cuimhne cumadh airson a chleachdadh ann an structaran fànais a ghabhas cleachdadh, leithid antennas agus panalan grèine air saidealan. Tha comas an uèir a bhith air a stòradh gu teann agus an uairsin a leudachadh gu cumadh ro-shuidhichte nuair a bhios e fosgailte do theas na grèine a’ toirt buannachdan mòra ann a bhith a’ lughdachadh cosgaisean cur air bhog agus ag àrdachadh comas luchdan pàighidh.

Bathar Luchd-cleachdaidh agus Robotics

Tha na feartan sònraichte aig uèir nitinol cuimhne cumadh air an slighe a-steach do ghrunn thoraidhean luchd-cleachdaidh. Cha mhòr nach eil frèamaichean glainne glainne air an dèanamh le nitinol, a 'tilleadh chun chumadh tùsail an dèidh a bhith air an lùbadh no air an toinneamh. Tha an aon phrionnsapal seo air a chuir an sàs ann an antennas fòn cealla agus co-phàirtean dealanach eile a dh’ fheumas seasamh ri cuideam cunbhalach. Ann an raon robotics, cumadh uèir nitinol cuimhne a’ frithealadh mar roghainn eile an àite actuators traidiseanta. Tha an comas aige cùmhnant a dhèanamh nuair a thèid a theasachadh (mar as trice le sruth dealain) agus an uairsin tilleadh chun fhad tùsail nuair a tha e air fhuarachadh a’ toirt cothrom air fèithean aotrom, sàmhach fuadain a chruthachadh. Thathas a’ cleachdadh an teicneòlas seo ann an leasachadh robotics bog, far a bheil sùbailteachd agus sùbailteachd deatamach. Tha luchd-dealbhaidh fasan cuideachd air uèir nitinol cuimhne cumadh a thoirt a-steach do aodach, a’ cruthachadh aodach a dh’ fhaodadh cruth atharrachadh no atharrachadh a rèir suidheachadh na h-àrainneachd. Bho strapan bra fèin-atharrachaidh gu aodach a-muigh a tha freagairt air gnàth-shìde, tha na cothroman airson ùr-ghnàthachadh ann an teicneòlas caitheamh a’ leudachadh gu luath.

Dùbhlain agus leasachaidhean san àm ri teachd ann an Cruth Cuimhne Nitinol Wire Teicneòlas

A’ faighinn thairis air crìochan agus ag àrdachadh coileanadh

Ged a tha uèir nitinol cuimhne cumadh a ’tabhann feartan iongantach, chan ann às aonais na dùbhlain a th’ ann. Is e aon de na prìomh chuingealachaidhean an raon teòthachd an ìre mhath cumhang thairis air a bheil buaidh cuimhne cumadh a’ tachairt. Tha luchd-rannsachaidh ag obair air a bhith a’ leasachadh co-dhèanamh alloy ùr agus dòighean giullachd gus an raon seo a leudachadh, a’ dèanamh uèir nitinol freagarrach airson raon nas fharsainge de thagraidhean. Is e raon fòcas eile a bhith a’ leasachadh strì an aghaidh reamhar uèir nitinol, gu sònraichte airson tagraidhean a dh’ fheumas milleanan de chuairtean cruth-atharrachaidh. Tha seo a’ toirt a-steach a bhith ag àrdachadh microstructure an alloy agus a’ leasachadh làimhseachadh uachdar ùr gus seasmhachd àrdachadh. Thathas cuideachd a’ dèiligeadh ri cùis hysteresis - an eadar-dhealachadh eadar teòthachd cruth-atharrachaidh rè teasachadh agus fuarachadh. Faodaidh lughdachadh hysteresis leantainn gu amannan freagairt nas luaithe agus smachd nas mionaidiche ann an tagraidhean actuator.

Teicneòlasan saothrachaidh adhartach

Riochdachadh cumadh uèir nitinol cuimhne le feartan cunbhalach a bhith dùbhlanach air sgàth cho cugallach ‘s a tha an stuth ri suidheachaidhean sgrìobhaidh agus giullachd. Thathas a’ leasachadh dhòighean saothrachaidh adhartach, leithid leaghadh mionaideach agus làimhseachadh teas sòlaimte, gus dèanamh cinnteach à aonachd agus earbsachd ann an cinneasachadh uèir nitinol. Tha clò-bhualadh 3D de nitinol na raon rannsachaidh a tha a’ tighinn am bàrr a dh’ fhaodadh cruth-atharrachadh a dhèanamh air saothrachadh innealan cuimhne cumadh iom-fhillte. Tha an dòigh saothrachaidh cuir-ris seo a’ ceadachadh geoimeatraidh toinnte a chruthachadh a bhiodh duilich no do-dhèanta a choileanadh le dòighean traidiseanta tarraing uèir. Tha luchd-rannsachaidh cuideachd a’ sgrùdadh dhòighean airson uèirichean nitinol caisead no ioma-ghnìomhach a chruthachadh, far a bheil diofar fheartan aig diofar earrannan den uèir. Dh'fhaodadh seo leantainn gu leasachadh structaran snasail a tha comasach air freagairtean nas iom-fhillte agus nas mionaidiche a thoirt do bhrosnachadh àrainneachd.

Amalachadh le Smart Systems agus IoT

Tha àm ri teachd uèir cuimhne cumadh nitinol na laighe anns an aonachadh le siostaman snasail agus Internet of Things (IoT). Le bhith a’ cothlamadh actuators nitinol le mothachairean agus siostaman smachd, faodaidh innleadairean structaran atharrachail a chruthachadh a fhreagras gu neo-eisimeileach ri suidheachaidhean caochlaideach. Anns an raon meidigeach, dh ’fhaodadh seo leantainn gu implantan a dh’ atharraicheas am feartan stèidhichte air dàta eòlas-inntinn fìor-ùine, a ’dèanamh an làimhseachadh as fheàrr agus comhfhurtachd euslaintich. Ann an aerospace, dh’ fhaodadh structaran snasail stèidhichte air nitinol atharrachadh gu leantainneach a rèir suidheachaidhean itealaich, a’ meudachadh èifeachdas agus coileanadh. Tha leasachadh structaran nitinol film tana agus nanoscale nitinol a’ fosgladh chothroman airson siostaman micro-electromechanical (MEMS) agus nanodevices. Dh’ fhaodadh iad sin tagraidhean a lorg anns a h-uile càil bho innealan-fuadain meidigeach beaga gu innealan cuimhne coimpiutair adhartach.

Co-dhùnadh

Tha Cumadh cuimhne uèir nitinol tha buaidh ann an uèir nitinol a’ riochdachadh measgachadh iongantach de shaidheans stuthan agus innleachdas innleadaireachd. Mar a bhios rannsachadh a’ leantainn air adhart a’ fuasgladh comas ùr agus a’ faighinn thairis air na crìochan a th’ ann, cha lean na h-iarrtasan airson an stuth iongantach seo a’ leudachadh, a’ stiùireadh ùr-ghnàthachadh thar iomadh gnìomhachas agus a’ leasachadh beatha ann an dòighean gun àireamh. 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.). (1998). 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. Jani, JM, Leary, M., Subic, A., & Gibson, MA (2014). Lèirmheas air rannsachadh cumadh cuimhne alloy, tagraidhean agus cothroman. Stuthan & Dealbhadh, 56, 1078-1113.

4. Lagoudas, DC (Ed.). (2008). Aloidhean cuimhne cumadh: tagraidhean modaladh agus innleadaireachd. Saidheans agus meadhanan gnìomhachais Springer.

5. 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.

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.