¿Las aleaciones con memoria de forma y las aleaciones con memoria de forma son el mismo concepto?
[Editar este párrafo] ¿Qué es una aleación con memoria?
En la década de 1970 apareció en el mundo de la ciencia de los materiales una aleación con la función de "memoria" de forma. La aleación con memoria es una varilla de metal especial que es muy fácil de doblar. Cuando la colocamos en una botella de vidrio llena de agua caliente, la varilla de metal avanza; cuando la colocamos en agua fría, la varilla de metal vuelve a su forma original. forma. En la botella de vidrio llena de agua fría, el resorte se estira. Cuando el resorte se coloca en agua caliente, el resorte se cierra automáticamente. En agua fría, el manantial vuelve a su forma original, mientras que en agua caliente, el manantial se contrae. Un resorte puede estirarse, contraerse, contraerse nuevamente y estirarse nuevamente indefinidamente. Estos resortes están hechos de un metal inteligente con memoria. Su microestructura tiene dos estados relativamente estables. A altas temperaturas, la aleación puede cambiar a cualquier forma que desee; a temperaturas más bajas, la aleación se puede estirar, pero si se recalienta, se recordará. su forma original y volver a cambiar. Este material se llama metal con memoria. Es principalmente un material de aleación de níquel-titanio. Por ejemplo, una aleación en espiral de alta temperatura tiene forma de espiral después del recocido a alta temperatura. A temperatura normal, incluso si se usa mucha fuerza para empujarla en línea recta, siempre que se caliente a una cierta "temperatura de transformación", la aleación volverá inmediatamente a su forma de espiral original como si hubiera recordado algo. ¿Qué está pasando? ¿La aleación también tiene memoria humana?
¡No es así! Esta es simplemente la ley de cómo la estructura cristalina de ciertas aleaciones cambia con la temperatura cuando se usan en estado sólido. Por ejemplo, la estructura cristalina de la aleación de níquel-titanio es diferente por encima de los 40 °C y por debajo de los 40 °C, pero cuando la temperatura cambia alrededor de los 40 °C, la aleación se contraerá o expandirá, lo que provocará que cambie su morfología. Los 40°C aquí son la "temperatura de deterioro" de la aleación con memoria de níquel-titanio. Varias aleaciones tienen sus propias temperaturas de metamorfismo. La temperatura de transformación de las aleaciones de alta temperatura mencionadas anteriormente es muy alta. A altas temperaturas, se estabiliza formando una espiral. Cuando se endereza a la fuerza a temperatura ambiente, se encuentra en un estado inestable, por lo que mientras se caliente a la temperatura metamórfica, inmediatamente volverá a su forma de espiral original en un estado estable.
Clasificación y Aplicación
Las aleaciones con memoria de forma se pueden dividir en tres tipos:
(1) Efecto memoria unidireccional
Forma Aleaciones con memoria La deformación se produce a una temperatura más baja y la forma de la aleación deformada se puede restaurar después del calentamiento. Este fenómeno de memoria de forma solo existe durante el proceso de calentamiento y se denomina efecto de memoria unidireccional.
(2) Efecto memoria bidireccional
Algunas aleaciones restauran la forma de la fase de alta temperatura cuando se calientan y la forma de la fase de baja temperatura cuando se enfrían. Este fenómeno es. llamado efecto de memoria bidireccional.
(3) Efecto memoria total
Cuando se calienta, se restaura la forma de la fase de alta temperatura, y cuando se enfría, la forma de la fase de baja temperatura se restaura a la misma forma pero con la orientación opuesta, lo que se llama efecto de memoria completa.
Los tres efectos de la memoria se muestran en la siguiente figura.
Las aleaciones con memoria de forma que se han desarrollado con éxito incluyen aleaciones con memoria de forma a base de titanio, aleaciones con memoria de forma a base de cobre y aleaciones con memoria de forma a base de hierro.
El primer informe sobre el efecto de la memoria de forma fue publicado en 1952 por Chang y Read et al. Observaron la reversibilidad de las transiciones de fase en aleaciones de oro y cadmio. El mismo fenómeno se descubrió más tarde en aleaciones de cobre y zinc, pero no atrajo la atención de la gente en ese momento. No fue hasta 1962 que Buehler y sus colaboradores observaron un efecto memoria con cambios de forma macroscópicos en aleaciones de TiNi con proporciones atómicas iguales, lo que atrajo la atención de la ciencia y la industria de los materiales. A principios de la década de 1970, también se descubrieron efectos de memoria de forma relacionados con la transformación de martensita en aleaciones como CuZn, CuZnAl y CuAlNi.
En las últimas décadas, la investigación sobre aleaciones con memoria de forma se ha convertido gradualmente en un tema importante en las conferencias internacionales de cambio de fase y conferencias de materiales, y se han celebrado muchos seminarios especiales para enriquecer y mejorar continuamente la teoría de la transformación de fase martensítica. Si bien la investigación teórica continúa profundizándose, la investigación de aplicaciones de aleaciones con memoria de forma también ha logrado grandes avances. Su rango de aplicaciones cubre muchos campos como maquinaria, electrónica, industria química, aeroespacial, energía y atención médica.
Las aplicaciones específicas de las aleaciones con memoria de forma son las siguientes.
Aplicaciones industriales:
(1) Recuperación de forma unidireccional mediante efecto de memoria de forma unidireccional. Como juntas de tuberías, antenas, anillos, etc.
(2) Recuperación de memoria bidireccional exógena. Es decir, utilizar el efecto de memoria de forma unidireccional y utilizar fuerzas externas para realizar movimientos repetidos a medida que la temperatura sube y baja, como componentes térmicos, robots, bloques de terminales, etc.
(3) Recuperación de memoria bidireccional endógena. Es decir, el efecto memoria bidireccional se utiliza para realizar acciones repetidas a medida que la temperatura sube y baja, como motores térmicos, componentes térmicos, etc. Sin embargo, la memoria de este tipo de aplicaciones se deteriora rápidamente, tiene poca confiabilidad y no se usa comúnmente.
(4) Aplicación súper elástica. Como resortes, terminales, monturas de gafas, etc.
Aplicaciones médicas:
La aleación de TiNi tiene muy buena biocompatibilidad y hay muchos ejemplos médicos que utilizan su efecto de memoria de forma y superelasticidad. Como filtros de trombo, varillas ortopédicas espinales, alambres ortopédicos dentales, clips para aneurismas cerebrales, férulas óseas, agujas intramedulares, articulaciones artificiales, anticonceptivos, componentes de reparación cardíaca, riñones artificiales con microbombas, etc.
Perspectivas de aplicación de la alta tecnología:
El siglo XX es la era de la electromecánica. El circuito controlador integrado por sensor es el sistema de control mecatrónico más típico, pero es complejo y grande. Los materiales con memoria de forma tienen funciones duales de detección y conducción, y pueden realizar la miniaturización e inteligencia de sistemas de control, como robots holográficos, manipuladores ultrapequeños de nivel milimétrico, etc. El siglo XXI será la era de la electrónica de materiales. El movimiento del manipulador de aleación con memoria de forma no se ve afectado por ninguna condición ambiental excepto la temperatura, y se espera que demuestre su talento en campos de alta tecnología como reactores, pedales de acelerador y laboratorios espaciales.
Aleación con memoria Hablando de aleaciones, por supuesto tenemos que hablar de la aleación más interesante: la aleación con memoria. Fue un descubrimiento accidental que el metal tiene memoria: a principios de la década de 1960, un equipo de investigación de la Marina de los EE. UU. trajo algunos alambres de aleación de níquel y titanio del almacén para realizar experimentos. Descubrieron que estos alambres de aleación estaban doblados y eran incómodos de usar, por lo que los usaron. descubierto Enderece estos alambres de aleación uno por uno. Durante el experimento, ocurrió un extraño fenómeno. Descubrieron que cuando la temperatura aumentaba a un cierto valor, los alambres enderezados de aleación de níquel y titanio volvían repentinamente a su estado doblado original. Ellos, que eran buenos observando, repitieron este proceso. Se llevó a cabo y los resultados confirmaron que estas sedas efectivamente tienen "poder de memoria".
Este descubrimiento realizado por el Instituto de Investigaciones Navales de Estados Unidos despertó un gran interés en la comunidad científica, y un gran número de científicos realizaron investigaciones en profundidad. Se descubrió que las aleaciones de cobre-zinc, aleaciones de cobre-aluminio-níquel, aleaciones de cobre-molibdeno-níquel, aleaciones de cobre-oro-zinc, etc. también tienen esta capacidad peculiar. Las personas pueden cambiar la forma de estas aleaciones dentro de un cierto rango según sea necesario. Cuando alcanzan una temperatura específica, automáticamente volverán a su forma original, y este "cambio-recuperación" se puede repetir muchas veces sin importar cómo se cambien. , siempre pueden recordar mi forma en ese momento, y cuando alcanza esta temperatura, ¡es exactamente igual! La forma original se reproduce sin ninguna diferencia. La gente llama a este fenómeno efecto de memoria de forma, y los metales con este efecto de memoria de forma se denominan aleaciones con memoria de forma, o aleaciones con memoria de forma, para abreviar.
¿Por qué estas aleaciones tienen esta memoria de forma? ¿Cómo recuerdan su forma original? Es difícil para la teoría general de enlaces metálicos y la teoría de electrones libres explicar este efecto de memoria de las aleaciones. Las aleaciones con memoria pueden volver a su forma original a una determinada temperatura, lo que constituye un buen ejemplo del movimiento de los electrones fuera del núcleo, un movimiento que cambia con la temperatura.
Precisamente porque las aleaciones se forman mediante metales líquidos fundiéndose entre sí a altas temperaturas, debido a la repulsión de los elementos estructurales del metal líquido, los elementos estructurales de este elemento se homogeneizan con los elementos estructurales de otro metal. , y cuando se solidifica, su microestructura es una disposición ordenada de diferentes tipos de elementos estructurales en proporción, por lo que la fuerza electromagnética es la principal fuerza cohesiva que constituye los objetos de aleación.
La fuerza electromagnética se forma por el movimiento de los electrones de valencia y los electrones. La velocidad del movimiento de los electrones cambia con los cambios en las condiciones de temperatura. Por tanto, la fuerza electromagnética (tamaño, dirección y punto de acción) se produce en el interior del objeto. también cambia con las condiciones de temperatura.
Esto hace que la fuerza interna de los objetos metálicos cambie con los cambios en las condiciones de temperatura, pero estos cambios no son obvios dentro de un rango de diferencia de temperatura pequeño y solo aparecerán cuando la temperatura cambie significativamente (cientos de grados Celsius).
Generalmente, el metal sufrirá deformación plástica después de ser estresado. Por ejemplo, cuando se dobla un alambre metálico, la fuerza electromagnética se ve interferida por fuerzas externas en la parte doblada, provocando que los electrones de valencia generen la fuerza electromagnética. para ajustarse ligeramente al plano de trabajo. Esto se completa.
Las aleaciones con memoria están dopadas uniformemente con diferentes tipos de elementos estructurales. Aunque los elementos estructurales y las fuerzas electromagnéticas tienen diferentes tamaños, cada uno acelera su propio estado de valencia y funcionamiento, y son adyacentes entre sí bajo ciertas condiciones de temperatura. . Después de ser influenciada por una fuerza externa, la fuerza electromagnética es interferida por la fuerza externa y el plano aritmético de los electrones de valencia se ajusta en un ligero ángulo, lo que provoca que el objeto sufra una deformación plástica. En esta deformación plástica, el ajuste aritmético. parte de los electrones de valencia no está estirada. Cuando las condiciones de temperatura cambian, la tasa de estiramiento de los electrones de valencia cambia. Cuando la temperatura regresa a las condiciones de una determinada etapa de estiramiento (temperatura de transición), la operación sin estiramiento de los electrones de valencia regresa inmediatamente a la tasa de estiramiento en ese momento. , y la fuerza electromagnética cambia. Las operaciones de los electrones de valencia de los elementos estructurales adyacentes se ajustan en consecuencia y todos se restauran a su estado estirado original, por lo que todo el objeto también se restaura a su estado original. Este es el proceso de memoria de la aleación de memoria.
De hecho, el efecto memoria del metal se descubrió hace mucho tiempo: un alambre metálico recto se dobla en ángulo recto (90°), una vez suelto, volverá a un punto determinado, formando un ángulo. mayor a 90°. Para enderezar un cable doblado, debes doblarlo más de 180° y luego aflojarlo para que pueda volver a una línea recta. Esto se llama exageración en los modismos chinos. Otra aleación con mejor memoria es un resorte (aquí se refiere a un resorte de acero, el acero es una aleación de hierro y carbono). Este tipo de resorte puede recordar firmemente su propia forma y puede volver a su forma original tan pronto como se aplique una fuerza externa. Parece que se elimina, pero la temperatura de memoria del resorte es muy amplia. No tiene una temperatura de transición específica como la aleación de memoria, por lo que tiene ciertas funciones especiales.
Utilizando la función de deformación de la aleación con memoria a temperaturas específicas, se pueden fabricar varias piezas de control de temperatura, como circuitos de control de temperatura, válvulas de control de temperatura, conectores de tuberías de control de temperatura, etc. La gente ha utilizado la aleación con memoria para fabricar mangueras automáticas contra incendios: cuando ocurre un incendio, la temperatura aumenta y la aleación con memoria se deforma, lo que hace que la válvula se abra y rocíe agua para extinguir el fuego. He realizado conexiones entre piezas mecánicas y tuberías. Cuando el avión reposta combustible en el aire, se utiliza una aleación con memoria en la interfaz. Se unen dos tubos de aceite del avión y se utiliza calentamiento eléctrico para cambiar la temperatura y deformar la aleación con memoria. la interfaz y haga que la interfaz quede ajustada y no pierda agua (aceite). Para la estación espacial se fabricó una antena autoexpandible con una superficie de varios cientos de metros cuadrados. En primer lugar, se fabricó en el suelo una antena parabólica o plana de gran superficie que luego se dobló en forma esférica a medida que la nave ascendía. hacia el cielo, la temperatura cambió y la antena se expandió a su forma original.
Las aleaciones con memoria se han desarrollado en docenas de tipos y se utilizan en la aviación, el ejército, la industria, la agricultura, la medicina y otros campos. Sin duda, marcará una diferencia y beneficiará a la humanidad.
A través de la investigación y el descubrimiento de aleaciones con memoria de forma, hasta el momento se han formado más de diez sistemas de aleaciones con memoria de forma. Incluyendo Au-Cd, Ag-Cd, Cu-Zn, Cu-Zn-Al, Cu-Zn-Sn, Cu-Zn-Si, Cu-Sn, Cu-Zn-Ga, In-Ti, Au-Cu-Zn , NiAl, Fe-Pt, Ti-Ni, Ti-Ni-Pd, Ti-Nb, U-Nb y Fe-Mn-Si
Catálogo de aleaciones con memoria de forma
Historia:
Categoría:
Sistemas de aleaciones con memoria descubiertos hasta el momento
Características:
[editar] Historia:
En 1932, el sueco Olander observó por primera vez el efecto "memoria" en aleaciones de oro y cadmio, a saber:
"Shape Memory Alloy". es decir, después de cambiar la forma de la aleación, se puede cambiar una vez que se calienta hasta una determinada temperatura de transición. Después de cambiar la forma de la aleación, una vez que se calienta a una cierta temperatura de transición, puede volver mágicamente a su forma original. La gente llama a las aleaciones con esta función especial llamadas aleaciones con memoria de forma. Aunque el desarrollo de aleaciones con memoria solo se ha producido en los últimos 20 años, ha atraído una gran atención debido a sus aplicaciones especiales en diversos campos y se le conoce como un "material funcional milagroso".
Hay muchos ejemplos exitosos de aplicaciones de aleaciones con memoria en el campo aeroespacial.
Se podrían fabricar enormes antenas para satélites a partir de aleaciones de memoria. Antes de lanzar el satélite, la antena parabólica se plegará e instalará en el fuselaje del satélite. Después de que el cohete despegue y envíe el satélite a la órbita predeterminada, solo es necesario precalentarlo y la antena del satélite plegada se desplegará naturalmente debido a. La función "memoria" restaura la forma parabólica.
Las aleaciones con memoria se utilizan ampliamente en medicina clínica, como huesos artificiales, dispositivos de fijación y compresión ósea, ortodoncia, diversos stents intraluminales, embolizadores, dispositivos de reparación cardíaca, filtros de trombo, guías intervencionistas y suturas quirúrgicas, etc. . Las aleaciones con memoria desempeñan un papel insustituible en la atención médica moderna.
Las aleaciones con memoria también están muy relacionadas con nuestra vida diaria. Tomemos como ejemplo el resorte hecho de aleación con memoria. Si coloca este tipo de resorte en agua caliente, la longitud del resorte se estirará inmediatamente y luego lo coloca en agua fría y volverá inmediatamente a su forma original. El resorte de aleación con memoria de forma se puede utilizar para controlar la temperatura del agua de la tubería de agua del baño. Cuando la temperatura del agua caliente es demasiado alta, se puede utilizar la función de "memoria" para ajustar o cerrar la tubería de suministro de agua para evitar quemaduras. También se puede convertir en dispositivos de alarma contra incendios y dispositivos de seguridad de equipos eléctricos. Cuando ocurre un incendio, el resorte hecho de aleación con memoria se deforma y activa el dispositivo de alarma contra incendios para lograr el propósito de dar la alarma. También se puede colocar un resorte hecho de aleación con memoria en la válvula del radiador para mantener la temperatura del radiador. Cuando la temperatura es demasiado baja o demasiado alta, la válvula del radiador se abrirá o cerrará automáticamente.
Como clase emergente de materiales funcionales, se están desarrollando continuamente muchos usos nuevos de las aleaciones con memoria, como monturas de gafas hechas de aleaciones con memoria. Si se doblan accidentalmente, simplemente colóquelas en un calentador en agua caliente. lo restaurará a su estado original. En un futuro próximo, las pieles de los automóviles también podrían fabricarse a partir de aleaciones con memoria. Si se daña accidentalmente, se puede restaurar a su forma original calentándolo con un secador de pelo, lo que ahorra dinero y esfuerzo y es muy conveniente.
[Editar este párrafo] Categoría:
(1) Efecto memoria unidireccional:
Las aleaciones con memoria de forma se deforman a temperaturas más bajas y pueden recuperarse después del calentamiento. forma antes de la deformación, este fenómeno de memoria de forma que solo existe durante el proceso de calentamiento se llama efecto de memoria unidireccional.
(2) Efecto memoria bidireccional:
Algunas aleaciones restauran la forma de la fase de alta temperatura cuando se calientan y la forma de la fase de baja temperatura cuando se enfrían. Este fenómeno. se llama efecto de memoria bidireccional.
(3) Efecto memoria total
La forma de la fase de alta temperatura se restaura cuando se calienta, y la forma de la fase de baja temperatura se restaura a la misma forma pero opuesta. orientación cuando se enfría, lo que se denomina efecto de memoria completa.
El efecto de memoria de forma del SMA se origina en la transformación de fase termoelástica de la martensita. Una vez formada esta martensita, seguirá creciendo a medida que la temperatura aumente, volverá a crecer. punto donde el proceso exactamente opuesto desaparece. La diferencia entre las dos energías libres es la fuerza impulsora de la transición de fase. La temperatura T0 a la que las dos energías libres son iguales se llama temperatura de equilibrio. La transformación martensítica ocurre solo cuando la temperatura es menor que la temperatura de equilibrio T0, y viceversa, y la transformación de fase inversa ocurre solo cuando la temperatura es mayor que la temperatura de equilibrio T0.
En SMA, la transformación martensítica no solo es causada por la temperatura, sino también por el estrés. Esta transformación martensítica causada por el estrés se llama transformación martensítica inducida por estrés. La temperatura tiene una relación lineal con el estrés.
[Editor] Sistemas de aleaciones con memoria descubiertos hasta el momento
Au-Cd, Ag-Cd, Cu-Zn, Cu-Zn-Al, Cu-Zn-Sn, Cu-Zn -Sn, Cu-Zn-Si, Cu-Sn, Cu-Zn-Ga, In-Ti, Au-Cu-Zn, NiAl, Fe-Pt, Ti-Ni, Ti-Ni -Pd, Ti-Nb, U -Nb y Fe-Mn-Si etc.
[Editar este párrafo]Características:
1. Gran cantidad de flexión y alta plasticidad
2. Restaura la forma anterior por encima de la temperatura de la memoria.
La primera aleación con memoria descubierta parece ser 50% Ti + 50% Ni
Aplicación:
Las aleaciones con memoria de forma se utilizan ampliamente debido a sus excelentes propiedades. Se utiliza en muchos campos, como el aeroespacial, la electrónica mecánica, la biomedicina, la construcción de puentes, la industria del automóvil y la vida cotidiana.
(1) Aplicación en el campo aeroespacial [5]
Las aleaciones con memoria de forma se han utilizado en equipos aeroespaciales.
Por ejemplo, se utiliza en juntas de ajuste de baja temperatura para sistemas hidráulicos de aviones militares, y países europeos y americanos están desarrollando materiales de aleación con memoria de forma para rotores horizontales inteligentes de helicópteros. Dado que los helicópteros con alta vibración y ruido tienen usos limitados, las principales fuentes de ruido y vibración son la interferencia del vórtice de las palas y las ligeras desviaciones en el perfil de las palas. Esto requiere un dispositivo para equilibrar el espaciado de las palas de modo que cada pala gire exactamente en el mismo plano. Se ha desarrollado un controlador de trayectoria de la pala que utiliza un pequeño actuador de aleación con memoria de forma de doble tubo para controlar la posición del ala en la trayectoria del borde de la pala para minimizar su vibración [6].
También se puede utilizar para fabricar antenas lunares y explorar los misterios del universo. La gente utiliza aleaciones con memoria de forma para fabricar antenas en entornos de alta temperatura y luego las comprime en una pequeña bola de hierro a bajas temperaturas. para aumentar su volumen se reduce a una milésima parte de su tamaño original para que pueda ser transportado fácilmente a la luna. La fuerte radiación del sol le devolverá su forma original y enviará información valiosa sobre el universo. necesidades de la tierra.
Además, en el satélite se utiliza un dispositivo de liberación con memoria de forma con un contenedor que se puede abrir para proteger el sensible detector de germanio de la contaminación durante el montaje y el lanzamiento.
(2) Aplicación en mecatrónica [7]
En 1970, Estados Unidos utilizó aleaciones con memoria de forma para fabricar conectores de acoplamiento de baja temperatura en el avión de combate F-14. Más de millones de conectores utilizados en este [5]. Las aleaciones con memoria de forma se utilizan como conexiones de acoplamiento criogénicas en sistemas hidráulicos de aeronaves y productos más pequeños de la industria petrolera, petroquímica y eléctrica. Otro tipo de conector es el alambre de malla soldado, que se utiliza para crear una unión segura en la trenza de alambre de un conductor. Este tipo de conector se ha utilizado en dispositivos de sellado, dispositivos de conexión eléctrica, maquinaria y equipos de ingeniería electrónica, y puede funcionar de manera confiable a -65 ~ 300 ℃. Se han especificado dispositivos de sistema sellado para la conexión de componentes eléctricos en entornos hostiles [6].
Las aleaciones con memoria de forma se utilizan en resortes que abren y cierran el obturador, protegiendo las luces antiniebla de los escombros voladores. Se utiliza para fabricar instrumentos de precisión o tornos de precisión. Una vez que se produce una deformación debido a vibraciones, colisiones, etc., la falla se puede eliminar simplemente calentando. En el proceso de fabricación de maquinaria, a menudo es necesario realizar diversas operaciones mecánicas y de estampado para transferir piezas de una máquina a otra. Ahora se ha desarrollado un dispositivo que puede reemplazar las abrazaderas manuales o hidráulicas utilizando aleaciones con memoria de forma. Cilindro, y tiene las características de alta eficiencia, flexibilidad y fuerza de sujeción.
(3) Aplicaciones biomédicas [8]
Las aleaciones con memoria de forma de TiNi se utilizan en el campo médico. Además de aprovechar su efecto de memoria de forma o superelasticidad, también deben cumplir con los requisitos químicos y químicos. aspectos biológicos, concretamente una buena biocompatibilidad. El níquel titanio puede formar una película de pasivación estable junto con los organismos. En la actualidad, las principales aplicaciones de la aleación de TiNi en medicina son:
(1) Como alambres de ortodoncia se utilizan alambres de aleación de TiNi superelásticos y alambres de acero inoxidable, entre los que se encuentran los alambres de aleación de TiNi superelásticos. son los más adecuados. Los alambres de ortodoncia comunes incluyen alambres de acero inoxidable y alambres de aleación de CoCr, pero estos materiales tienen las desventajas de un alto módulo elástico y una pequeña tensión elástica. Para brindar la fuerza ortodóncica adecuada, se debe procesar en el arco dental antes de la ortodoncia, y la ligadura y fijación requieren habilidades. Si se utiliza una aleación de titanio y níquel como alambre de corrección dental, incluso si la deformación es tan alta como el 10%, no se producirá deformación plástica. La transformación martensítica inducida por tensión (martensita inducida por tensión) hace que el módulo elástico muestre una apariencia no lineal. características, es decir, la fuerza de corrección La tensión aumenta cuando la fluctuación es pequeña. Este material no sólo es sencillo de utilizar y eficaz, sino que también reduce las molestias del paciente.
(2) Corrección de la escoliosis Diversas enfermedades de la escoliosis (congénita, habitual, neurológica, raquitismo, idiopática, etc.) no solo causan daños graves al cuerpo y la mente, sino que también comprimen los órganos internos, por lo que la corrección quirúrgica es necesario. Actualmente, este tipo de cirugía utiliza varillas Halton de acero inoxidable para ortopedia. Al colocar las varillas ortopédicas durante la cirugía, se requiere que la fuerza de corrección en la columna después de la fijación se mantenga por debajo de 30 a 40 kg. Las varillas ortopédicas se destruirán, con lo que no sólo la columna vertebral, sino también los nervios corren el riesgo de sufrir daños. Al mismo tiempo, después de colocar la varilla ortopédica, la fuerza ortopédica cambiará con el tiempo. Cuando la fuerza ortopédica cae a aproximadamente el 30% de la fuerza inicial, la fuerza ortopédica debe ajustarse nuevamente mediante cirugía, lo que genera grandes problemas. El dolor físico y mental. Con las varillas Harrington hechas de aleación con memoria de forma, solo es necesario colocar la varilla una vez para asegurarla.
Si la fuerza correctora de la varilla cambia, se puede restaurar suficiente fuerza correctiva simplemente calentando la aleación con memoria de forma fuera del cuerpo y elevando la temperatura a aproximadamente 5°C por encima de la temperatura corporal.
Además, la aleación con memoria de forma de TiNi también se puede utilizar en procedimientos quirúrgicos para fabricar diversos conectores óseos, clips vasculares, filtros de coagulación y componentes dilatadores vasculares. También es ampliamente utilizado en odontología, ortopedia, departamento cardiovascular, cirugía torácica, departamento hepatobiliar, urología, ginecología, etc. Con el desarrollo de la tecnología de memoria de forma, las aplicaciones médicas se generalizarán.
(4) Aplicaciones de la vida diaria [5]
(a) Válvula anti-escaldaduras En la vida hogareña, la válvula con memoria de forma desarrollada se puede utilizar para evitar el calor en fregaderos, bañeras y baños. Escaldaduras accidentales por agua; estas válvulas también se pueden utilizar en hoteles y otros lugares adecuados. Si el agua que sale del grifo alcanza una temperatura que podría provocar quemaduras (aproximadamente 48 °C), la aleación con memoria de forma cierra la válvula hasta que la temperatura del agua desciende a una temperatura segura, momento en el que la válvula se vuelve a abrir.
(b) Se instala una aleación de titanio y níquel en la nariz y las orejas de la montura de las gafas, que es cómoda y no fácil de usar. La flexibilidad de la aleación de titanio y níquel la hace ampliamente utilizada para cambiar la moda. industria de gafas. El alambre de aleación de titanio y níquel superelástico utilizado en la montura de las gafas puede sujetar firmemente la lente con una fuerza superelástica constante incluso si la lente se expande térmicamente. Estas aleaciones superelásticas pueden crear monturas de gafas con la capacidad de deformarse significativamente, lo que no es posible con las monturas de gafas normales.
(c) Antenas de teléfonos móviles y válvulas de inspección contra incendios El uso de alambre de TiNi superelástico para antenas de teléfonos móviles es otra aplicación de las aleaciones con memoria de forma. Las antenas de acero inoxidable utilizadas en el pasado a menudo sufrían daños debido a la flexión. Debido a que el alambre de aleación de titanio y níquel con memoria de forma es altamente resistente a los daños, es popular para su uso en antenas de teléfonos celulares. Por lo tanto, se utiliza a menudo para fabricar antenas de teléfonos móviles y válvulas de inspección contra incendios. En caso de incendio, cuando un área local se calienta, la válvula se cerrará automáticamente para evitar la entrada de gases peligrosos. La ventaja de este diseño estructural especial es que tiene la función de operar la válvula de retención y luego restablecerla a un estado seguro. Este tipo de válvula de retención contra incendios se ha utilizado en la industria de fabricación de semiconductores para procesos de difusión de fabricación de semiconductores que utilizan gases tóxicos; Este tipo de válvulas de retención contra incendios también se pueden utilizar en plantas químicas y petroleras.
(5) Otras aplicaciones
En el campo de la ingeniería y la construcción, ha surgido el potencial de control del uso de una aleación con memoria de forma de TiNi como material de aislamiento acústico y la detección de daños por terremotos. Se han probado aplicaciones en puentes y edificios, por lo que su uso como aislamiento acústico y detección de control de daños se ha convertido en una nueva área de aplicación.
Con la aparición, el desarrollo y la utilización de materiales de aleaciones con memoria de forma de película delgada, las aleaciones con memoria de forma han recibido gran atención en los sistemas de materiales inteligentes y sus perspectivas de aplicación son más amplias.