Dè na stuthan a tha air an cur còmhla ri nitinol gus aloidhean cuimhne cumadh a chruthachadh?

2024-09-10 15:37:00

Tha aloidhean cuimhne cumadh (SMAn) air diofar ghnìomhachasan atharrachadh leis a’ chomas gun samhail aca “cuimhneachadh” agus tilleadh chun chumadh tùsail aca às deidh deformachadh. Fhad ‘s a tha nitinol, alloy nicil-titanium, mar an SMA as ainmeil, tha luchd-rannsachaidh agus innleadairean air a bhith a’ sgrùdadh measgachadh le stuthan eile gus na feartan aige a neartachadh agus na tagraidhean aige a leudachadh. Tha am blog seo a’ toirt sùil air saoghal inntinneach na fàinne cuimhne nitinol cumadh, ag amas air na stuthan a tha air an cur còmhla ri nitinol gus SMAn ùra a chruthachadh. Nì sinn sgrùdadh air mar a bheir na cothlamadh sin buaidh air feartan nan aloidhean a thig às, na cleachdaidhean a dh’ fhaodadh a bhith aca, agus an rannsachadh leantainneach san raon seo. Co-dhiù a tha ùidh agad ann an innealan meidigeach, teicneòlas aerospace, no stuthan snasail, tha tuigse air na stuthan còmhla ri nitinol gus aloidhean cuimhne cumadh a chruthachadh deatamach airson fuireach aig fìor thoiseach ùr-ghnàthachadh.

Stuthan cumanta air an cur còmhla ri Nitinol

Alloys stèidhichte air copar

Is e copar aon de na stuthan as cumanta còmhla ri nitinol gus aloidhean cuimhne cumadh a chruthachadh. Faodaidh cuir copar ri nitinol na feartan aige atharrachadh gu mòr, ga dhèanamh freagarrach airson raon nas fharsainge de thagraidhean. Tha aloidhean cuimhne cumadh stèidhichte air copar, leithid Cu-Al-Ni agus Cu-Zn-Al, a’ tabhann grunn bhuannachdan thairis air aloidhean nitinol traidiseanta.

Bidh na SMAn sin stèidhichte air copar gu tric a’ nochdadh raon teòthachd cruth-atharrachaidh nas ìsle, gan dèanamh nas freagarraiche airson tagraidhean far a bheil smachd teothachd deatamach. Tha iad cuideachd buailteach a bhith nas àirde giùlan dealain is teirmeach an taca ri nitinol fìor-ghlan, a dh’ fhaodadh a bhith buannachdail ann an cuid de thagraidhean riaghlaidh dealanach no teirmeach.

Is e aon bhuannachd sònraichte de SMAn stèidhichte air copar an comas innealachaidh nas fheàrr. Ged a dh’ fhaodadh nitinol a bhith dùbhlanach do dh’ inneal air sgàth na feartan superelastic aige, tha cuir a-steach copar a’ dèanamh an alloy nas freagarraiche do dhòighean innealachaidh àbhaisteach. Faodaidh seo cosgaisean saothrachaidh a lughdachadh gu mòr agus leudachadh a dhèanamh air na h-iarrtasan a dh’ fhaodadh a bhith ann airson aloidhean cuimhne cumadh.

Alloys stèidhichte air iarann

Is e stuth eile a th’ ann an iarann ​​a bhios gu tric air a chur còmhla ri nitinol gus aloidhean cuimhne cumadh a chruthachadh. Tha Fe-Ni-Co-Al-Ta-B na eisimpleir de SMA stèidhichte air iarann ​​​​a tha air aire a tharraing o chionn beagan bhliadhnaichean. Tha na aloidhean sin a’ tabhann feartan sònraichte a tha gan dèanamh freagarrach airson tagraidhean sònraichte.

Is e aon de na prìomh bhuannachdan a tha aig SMAn stèidhichte air iarann ​​​​an teòthachd cruth-atharrachaidh àrd aca. Fhad ‘s a bhios nitinol mar as trice a’ dol tro chruth-atharrachadh cuimhne cumadh timcheall air teòthachd bodhaig, faodaidh teodhachd cruth-atharrachaidh a bhith aig aloidhean stèidhichte air iarann ​​fada os cionn 100 ° C. Tha seo gan dèanamh air leth freagarrach airson tagraidhean àrd-teòthachd ann an gnìomhachasan leithid càraichean agus aerospace.

Tha SMAan stèidhichte air iarann ​​cuideachd buailteach a bhith nas làidire agus nas duilghe an coimeas ri nitinol. Faodaidh seo a bhith buannachdail ann an tagraidhean far a bheil iomlanachd structarail air leth cudromach. A bharrachd air an sin, tha feartan magnetach SMAn stèidhichte air iarann ​​​​a’ fosgladh chothroman airson gnìomhachd magnetach agus tagraidhean mothachaidh.

Sgòthan geala

Bidh meatailtean luachmhor leithid òr, airgead, agus platanam uaireannan air an cur còmhla ri nitinol airson cruthachadh fàinne cuimhne nitinol cumadh le feartan sònraichte. Bidh na aloidhean sin gu tric air an cleachdadh ann an tagraidhean àrd far nach eil cosgais cho draghail, leithid ann an seudaireachd sòghail no innealan meidigeach sònraichte.

Faodaidh SMAn stèidhichte air òr, mar eisimpleir, biocompatibility sàr-mhath agus strì an aghaidh creimeadh a thabhann, gan dèanamh freagarrach airson innealan meidigeach so-ghluasadach fad-ùine. Faodaidh cur òr ri nitinol cuideachd na feartan dealain aige atharrachadh, a dh’ fhaodadh a bhith buannachdail ann an cuid de thagraidhean dealanach.

Chan eil SMAan stèidhichte air airgead agus platinum cho cumanta ach chaidh an sgrùdadh airson an comas ann an tagraidhean sònraichte. Faodaidh na aloidhean sin seasmhachd ceimigeach leasaichte a thabhann agus seasamh an aghaidh cuid de sheòrsan coirbeachd, gan dèanamh freagarrach airson an cleachdadh ann an àrainneachdan cruaidh no uidheamachd giollachd ceimigeach sònraichte.

Stuthan a tha a’ tighinn am bàrr agus measgachadh de nobhailean

Polymers cuimhne cumadh

Ged nach eil e dìreach na mheasgachadh le nitinol, tha polymers cuimhne cumadh (SMPn) a’ riochdachadh crìoch ùr inntinneach ann an raon stuthan cuimhne cumadh. Faodaidh na polymers sin buaidhean cuimhne cumadh coltach ri nitinol a thaisbeanadh ach leis na buannachdan a bharrachd bho bhith aotrom, cosgais ìosal, agus furasta an làimhseachadh.

Tha luchd-rannsachaidh a’ sgrùdadh dhòighean air polymers cuimhne cumadh a thoirt còmhla le nitinol gus stuthan co-dhèanta a chruthachadh a bhios a’ luathachadh neartan an dà chuid. Mar eisimpleir, dh ’fhaodadh cridhe nitinol a bhith air a chòmhdach le polymer cuimhne cumadh gus stuth a chruthachadh le neart structarail nitinol agus sùbailteachd a’ polymer.

Tha tagraidhean comasach aig na companaidhean polymer-meatailt seo ann an raointean leithid robotics bog, far am faodar sùbailteachd a’ phoileir a chur còmhla ri comasan gnìomhachaidh nitinol. Thathas cuideachd gan sgrùdadh airson an cleachdadh ann an innealan meidigeach nach eil cho iongantach, far am faod an còmhdach polymer leasachadh bith-fhreagarrachd agus comasan lìbhrigidh dhrogaichean.

Composites Ceramic

Tha raon rannsachaidh eile a tha a’ tighinn am bàrr a’ toirt a-steach a bhith a’ cothlamadh nitinol le stuthan ceirmeag gus aloidhean cuimhne cruth ùr a chruthachadh. Tha na stuthan ceirmeag-meatailt seo, ris an canar gu tric cermets, ag amas air feartan cuimhne cumadh nitinol a cheangal ri seasmhachd àrd-teòthachd agus caitheamh caitheamh ceirmeag.

Is e aon eisimpleir de seo am measgachadh de nitinol le zirconia no alumina. Tha na aloidhean cuimhne cumadh ath-neartaichte le ceirmeag air toraidhean gealltanach a nochdadh a thaobh strì an aghaidh caitheamh nas fheàrr agus seasmhachd àrd-teòthachd. Dh’ fhaodadh iad a bhith air an cleachdadh ann an tagraidhean leithid actuators àrd-teòthachd no co-phàirtean caitheamh-caitheamh ann an àrainneachdan cruaidh.

Tha luchd-rannsachaidh cuideachd a’ sgrùdadh a’ chomas a th’ ann a bhith a’ cruthachadh co-phàirtean ceirmeag-nitinol porous. Dh’ fhaodadh tagraidhean a bhith aig na stuthan sin ann an implantan cnàimh, far a bheil am porosity a’ ceadachadh fàs cnàimh fhad ‘s a tha buaidh cuimhne cumadh a’ comasachadh fèin-leudachadh no teannachadh an implant.

Nana-stuthan

Tha raon na nanicneòlas air cothroman ùra fhosgladh airson feartan aloidhean cuimhne cumadh a neartachadh. Le bhith a’ toirt a-steach nano-stuthan ann an nitinol, tha luchd-rannsachaidh ag amas air SMAn a chruthachadh le feartan adhartach agus comasan ùra.

Chaidh nanotuban carbon, mar eisimpleir, a sgrùdadh mar stuth ath-neartachaidh airson nitinol. Faodaidh cur-ris carbon nanotubes leasachadh mòr a thoirt air feartan meacanaigeach an alloy, a’ toirt a-steach a neart agus an aghaidh sgìths. Dh'fhaodadh seo leantainn gu cumadh fàinneachan cuimhne nitinol le seasmhachd agus coileanadh nas fheàrr.

Tha Graphene na nano-stuth eile a tha a’ nochdadh gealladh ann an co-bhonn ri nitinol. Tha companaidhean nitinol neartaichte le graphene air sealltainn gu bheil iad an aghaidh creimeadh agus giùlan dealain nas fheàrr. Dh’ fhaodadh na feartan sin a bhith buannachdail ann an tagraidhean leithid aodach snasail no electronics so-ruigsinneach.

Iarrtasan agus san àm ri teachd

Tagraidhean Meidigeach

Tha an raon meidigeach fhathast mar aon de na raointean as gealltanach airson a bhith a’ cleachdadh aloidhean cuimhne cumadh. Tha an cothlamadh de nitinol le stuthan eile air leantainn gu leasachadh innealan meidigeach nas adhartaiche agus nas èifeachdaiche.

Mar eisimpleir, thathas a’ sgrùdadh aloidhean copar-nitinol airson an cleachdadh ann an uèirichean orthodontic. Le bhith a’ cur copar a-steach leigidh sin smachd nas fheàrr fhaighinn air an teòthachd cruth-atharrachaidh, ga dhèanamh comasach uèirichean a chruthachadh a bheir feachd nas cunbhalaiche thairis air raon teòthachd nas fharsainge. Dh’ fhaodadh seo leantainn gu làimhseachadh orthodontic nas comhfhurtail agus nas èifeachdaiche.

Ann an raon innealan cardiovascular, tha luchd-rannsachaidh a 'sgrùdadh cleachdadh nitinol saidhbhir platinum airson stents. Faodaidh cur-a-steach platinum àrdachadh a thoirt air radiopacity an stent, ga dhèanamh nas fhaicsinniche fo ìomhaigh X-ray. Faodaidh am faicsinneachd leasaichte seo dotairean a chuideachadh le bhith a’ suidheachadh agus a’ cumail sùil nas mionaidiche air an stent.

Cuimhne cruth fàinneachan nitinol, còmhla ri polymers biocompatible, gan leasachadh airson modhan lannsaireachd cho beag ionnsaigheach. Faodar na fàinneachan sin a dhlùthadh airson an cuir a-steach gu furasta agus an uairsin leudachadh chun chumadh tùsail aca aon uair ‘s gu bheil iad nan àite, a’ toirt seachad dùnadh tèarainte no structar taic.

Gnìomhachasan Aerospace agus Automotive

Tha na gnìomhachasan aerospace agus càraichean a’ sìor fhàs a’ coimhead ri bhith a’ cumadh aloidhean cuimhne airson fuasglaidhean ùr-ghnàthach air dùbhlain innleadaireachd iom-fhillte. Tha an cothlamadh de nitinol le stuthan eile a’ fosgladh chothroman ùra anns na raointean sin.

Thathas a’ sgrùdadh aloidhean cuimhne cumadh stèidhichte air iarann, le na teodhachd cruth-atharrachaidh àrd aca, airson an cleachdadh ann an einnseanan itealain. Dh’ fhaodadh na aloidhean sin a bhith air an cleachdadh ann an co-phàirtean geoimeatraidh caochlaideach, a’ ceadachadh obrachadh einnsean nas èifeachdaiche thar raon farsaing de shuidheachaidhean itealaich.

Ann an gnìomhachas nan càraichean, thathas a’ sgrùdadh aloidhean copar-alùmanum-nitinol airson an cleachdadh ann an structaran a tha a’ gabhail a-steach lùth. Faodaidh na aloidhean sin a dhol tro atharrachaidhean mòra agus an uairsin tilleadh chun chumadh tùsail aca, a dh’ fhaodadh sàbhailteachd agus comas ath-nuadhachadh charbadan a leasachadh ma thachras tubaist.

Tha stuthan ceramic-nitinol cuideachd a’ tarraing ùidh airson tagraidhean àrd-teòthachd ann an roinnean aerospace agus càraichean. Dh’ fhaodadh na stuthan sin a bhith air an cleachdadh ann an siostaman fuasglaidh no sgiathan teas, far an gabhadh na feartan cuimhne cumadh aca a chleachdadh airson riaghladh teirmeach gnìomhach.

Stuthan agus structaran glic

Is dòcha gur e raon stuthan agus structaran snasail far a bheil an cothlamadh de nitinol le stuthan eile a ’nochdadh a’ ghealladh as motha airson ùr-ghnàthachadh san àm ri teachd. Tha na cothlamadh sin a’ comasachadh stuthan a leasachadh a fhreagras don àrainneachd aca ann an dòighean a tha a’ sìor fhàs nas ionnsaichte.

Thathas a’ sgrùdadh composites polymer-nitinol cuimhne cumadh airson an cleachdadh ann an aodach snasail. Dh’ fhaodadh na stuthan sin an cumadh no na feartan aca atharrachadh mar fhreagairt air atharrachaidhean teothachd, a’ cruthachadh aodach a bhios ag atharrachadh a rèir àrainneachd an neach-caitheamh.

Ann an raon innleadaireachd catharra, tha luchd-rannsachaidh a’ sgrùdadh cleachdadh cruadhtan ath-neartaichte le cuimhne cumadh. Le bhith a’ fighe a-steach cuimhne cruth fàinneachan nitinol no uèirichean ann an structaran cruadhtan, dh’ fhaodadh gum bi e comasach togalaichean fèin-slànachaidh a chruthachadh a dh’ fhaodadh sgàinidhean a dhùnadh agus an ionracas structarail a chumail suas thar ùine.

Tha aloidhean cuimhne cumadh leasaichte nano-stuthan cuideachd a’ fosgladh chothroman ùra ann an raon mothachairean agus actuators. Mar eisimpleir, dh’ fhaodadh composites graphene-nitinol a bhith air an cleachdadh gus mothachairean cuideam fìor mhothachail agus freagairteach a chruthachadh airson sgrùdadh slàinte structarail.

Co-dhùnadh

Tha an cothlamadh de nitinol le diofar stuthan air leudachadh gu mòr a dhèanamh air na dh’ fhaodadh a bhith aig aloidhean cuimhne cumadh. Bho innealan meidigeach gu co-phàirtean aerospace, tha na aloidhean ùra sin a’ putadh crìochan na tha comasach ann an saidheans stuthan. Mar a bhios rannsachadh a’ leantainn, faodaidh sinn a bhith an dùil gum faic sinn eadhon barrachd choimeasgaidhean agus thagraidhean airson fàinne cuimhne nitinol cumadh san àm ri teachd. 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. 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.

3. Jani, JM, Leary, M., Subic, A., & Gibson, MA (2014). Lèirmheas air rannsachadh cumadh cuimhne alloy, tagraidhean agus cothroman. Stuthan & Dealbhadh (1980-2015), 56, 1078-1113.

4. Mohd Jani, J., Leary, M., Subic, A., & Gibson, MA (2014). Lèirmheas air rannsachadh cumadh cuimhne alloy, tagraidhean agus cothroman. Stuthan & Dealbhadh, 56, 1078-1113.

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

6. Miyazaki, S., Fu, YQ, & Huang, WM (Eds.). (2009). Alloidhean cuimhne cumadh film tana: bunaitean agus tagraidhean inneal. Clò Oilthigh Chambridge.

Luchd-ceannach a ruith