سبائك ذاكرة الشكل Ni-Ti وسبائك ذاكرة الشكل ومكوناتها

مقدمة إلى سبائك ذاكرة الشكل

سبائك ذاكرة الشكل أو SMAs هي تلك الأنواع من السبائك التي تميل دائمًا إلى "تذكر" شكلها الأصلي. ويعني ذلك أنها تتذكر أشكالها المطروقة على البارد وتعود إلى أشكالها الأصلية أو المشوهة مسبقًا عند تسخينها. بعض الأسماء الأخرى التي تُعرف بها سبائك ذاكرة الشكل هي سبائك الذاكرة، ومعدن الذاكرة، والسبائك المعدنية الذكية الذكية، وما إلى ذلك. عادةً ما تكون سبائك الذاكرة خفيفة الوزن وتستخدم في عدد من التطبيقات. وفيما يلي بعض استخدامات وتطبيقات سبائك ذاكرة الشكل.

قراءة ذات صلة: النيتينول - سبيكة ذاكرة الشكل المذهلة

1. التطبيقات الرئيسية لسبائك ذاكرة الشكل

تُستخدم سبائك ذاكرة الشكل في العديد من الصناعات مثل صناعات الطيران لصناعة الطائرات والمحركات لتقليل ضوضاء الطائرات، إلخ.
- تُستخدم هذه السبائك الذكية أيضًا في الأنابيب، على سبيل المثال، أنابيب المياه، وأنابيب خطوط النفط، إلخ.
- وهناك استخدام آخر لسبائك ذاكرة الشكل في صناعة السيارات.
- تُستخدم هذه السبائك أيضًا في الروبوتات والاتصالات السلكية واللاسلكية وقياس البصر وطب الأسنان والطب.
- كما تُصنع العديد من المحركات باستخدام سبائك الذاكرة، وتُعد جراحة العظام مجالاً آخر يمكن تطبيقها فيه.

2. سبائك ذاكرة الشكل Ni-Ti

سبائك ذاكرة الشكل Ni-Ti هي تلك الأنواع من سبائك الذاكرة المصنوعة باستخدام النيكل والتيتانيوم بكميات متساوية تقريباً. وبصرف النظر عن هذين العنصرين، فإن العناصر الأخرى التي يمكن استخدامها لصنع سبائك ذاكرة الشكل هي النحاس والزنك والذهب والحديد، لكن سبائك الذاكرة الأكثر شيوعاً هي سبائك الذاكرة Ni-Ti. هناك العديد من الأسباب لاستخدام هذين العنصرين لصنع السبائك الذكية، وفيما يلي أهمها:

- تُعد سبائك ذاكرة الشكل Ni-Ti مفضلة لأنها مستقرة وعملية وتُظهر أداءً ميكانيكياً حرارياً فائقاً مقارنةً بالمعادن الأخرى.
- إن قوة الخضوع لسبائك SMAs القائمة على Ni-Ti أقل من الفولاذ ولكن من المعروف أن بعض التركيبات يمكن أن تعطي إنتاجية أفضل من البلاستيك وحتى الألومنيوم. في الواقع، يمكن أن يصل إجهاد الخضوع لـ Ni-Ti إلى 500 ميجا باسكال.
- يمكن أن يؤدي استخدام السبائك القائمة على Ni-Ti إلى مستوى عالٍ من الإجهاد البلاستيكي القابل للاسترداد المستحث.

3. إنتاج سبائك Ni-Ti SMAs

من الصعب للغاية صنع أو إنتاج سبائك Ni-Ti أو النيتينول. ويرجع ذلك إلى التحكم التركيبي المحكم للغاية المطلوب وبسبب التفاعلية العالية بشكل استثنائي لمعدن التيتانيوم. طريقتا الصهر الرئيسيتان المستخدمتان اليوم للحصول على النيتينول هما:

- إعادة الصهر بالقوس الفراغي - وهي طريقة يتم فيها صهر قوس كهربائي بين المادة الخام وصفيحة الصدم النحاسية المبردة بالماء. تتم عملية الصهر هذه في فراغ عالٍ. القالب المستخدم في هذا الإجراء هو النحاس المبرد بالماء ولا يتم إدخال الكربون أثناء عملية الصهر.
- الصهر بالحث الفراغي - هذه طريقة للحصول على النيتينول والتي تتم باستخدام مجالات مغناطيسية بديلة لتسخين المواد الخام في بوتقة. يتم تنفيذ هذه العملية أيضًا عن طريق التفريغ العالي ولكن مع اختلاف وحيد هو إدخال الكربون في العملية.

لا يوجد دليل لإثبات أي من هاتين الطريقتين أفضل من الأخرى ولكل منهما مزايا خاصة بها.