Металл с памятью
Автор Jess задал вопрос в разделе Наука, Техника, Языки
Что такое "металлы с памятью формы"? В каких областях применяются и как? и получил лучший ответ
Ответ от КЛ€ЙМОР[гуру]
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Эффект памяти формы (ЭПФ) в металлах, открытие которого по праву рассматривается как одно из самых значительных достижений материаловедения, в настоящее время интенсивно исследуется и ряде случаев успешно применяется в технике.
Научный интерес к этому явлению определяется стремлением познать физическую природу и механизм ЭПФ, что расширяет фундаментальные представления о неупругом поведении твердых тел. С практической точки зрения эти исследования стимулируются тем, что ЭПФ в металлах уже сейчас открывает широкие перспективы применения в технике, позволяя создавать элементы и устройства с принципиально новыми функциональными свойствами.
До недавнего времени неупругую деформацию рассматривали как пластическую и считали ее необратимой. Пластическая деформация кристаллов происходит за счет движения дефектов кристаллической решетки — элементарных носителей деформации, в качестве которых выступают точечные дефекты и (или) дислокации. Важно подчеркнуть, что в общем случае расположение дислокаций и (или) точечных дефектов в новые последеформационные позиции после снятия нагрузки могут оказаться стабильными, т. е. не предпочтительнее исходных. Следствием этого является практически полная необратимость неупругой деформации. Наблюдающееся на практике механическое последействие, связанное с некоторым обратным перемещением дефектов после разгрузки, не превышает 10–4–10–3 относительной деформации и им можно пренебречь.
Наряду с вышеуказанными механизмами пластическая деформация может быть вызвана механическим двойникованием кристалла.
Исследованиями последних десятилетий установлено, что существует обширный класс материалов (сплавы на основе никелида титана TiNi, латуни и бронзы сложного состава и др.) , у которых элементарный акт пластичности осуществляется за счет обратимого мартенситного превращения, упругого двойникования и ряда других процессов, коренным образом изменяющих закономерности неупругого деформирования. У этих сплавов, в частности, может наблюдаться полная или частичная обратимость неупругой деформации, называемая эффектом памяти формы.
даже в дешёвых китайских электрочайниках
До недавнего времени неупругую деформацию рассматривали как пластическую и считали ее необратимой. Исследованиями последних десятилетий установлено, что существует обширный класс материалов, у которых элементарный акт пластичности осуществляется за счет обратимого мартенситного превращения, упругого двойникования и ряда других процессов, коренным образом изменяющих закономерности неупругого деформирования. У этих сплавов, в частности, может наблюдаться полная или частичная обратимость неупругой деформации, называемая ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ. Металлы, обладающие этим эффектом, относятся к числу наиболее ярких представителей материалов со специальными свойствами: высокие обычные механические характеристики, сопротивление усталости, коррозионная стойкость и необычные свойства, такие как термомеханическая память, реактивное напряжение. Из большого числа сплавов с ЭФП наиболее перспективными для практического применения являются сплавы Ti-Ni, обычно называемые никелидом титана или нитинолом, реже используют более дешевые сплавы на основе меди.
Сплавы с ЭФП часто относят к так называемым интеллектуальным материалам, позволяющим создавать принципиально новые конструкции и технологии в разных отраслях машиностроения, авиакосмической и ракетной техники, приборостроения, энергетики, медицины и др.
Материалы с эффектом памяти формы широко применяют в медицине для вытяжения костей и лечения переломов, соединения костных фрагментов, при лечении сколиоза и кровеносных сосудов и т. д.
Если использовать способность металла к проявлению многократно обратимой памяти формы, то легко сделать трансформируемые конструкции, которые будут совершать саморазвертывание и самосборку, а отдельные исполнительные элементы, например пружины, будут многократно повторять движения самых разнообразных траекторий. Такие элементы аппаратуры применяют, в частности, в системах регулирования температуры, расхода теплоносителя, в устройствах автоматического пожаротушения и т. д. Совмещение блока, содержащего металл со свойствами памяти формы, с кинематическими механизмами делает перспективным создание принципиально новой аппаратуры.
Особый интерес связывают со способностью металлов рассматриваемого класса создавать значительные реактивные усилия. Стержень из никелида титана, легированного цирконием, при диаметре 100 мм развивает усилие до тысячи тонн! Такое свойство служит основой при проектировании мощных малогабаритных прессов.
Больше об областях применения :