Что такое память формы
2025-04-23
Сплав с памятью формы — это сплав, который способен автоматически восстанавливать свою пластическую деформацию до исходной формы при определённой температуре.
Сплавы с памятью формы, помимо уникальной функции запоминания формы, обладают также отличными характеристиками износостойкости, коррозионной стойкости, высокой демпфирующей способностью и сверхэластичностью. Коэффициент удлинения превышает 20%. Срок усталостной жизни достигает 10^7 циклов, демпфирующие свойства в 10 раз выше, чем у обычных пружин, а коррозионная стойкость превосходит лучшие медицинские нержавеющие стали, что позволяет удовлетворять потребности различных инженерных и медицинских применений, делая его превосходным функциональным материалом.
Производство высококачественной проволоки из сплава с памятью формы, применяемой в дужках очков, женских бюстгальтерах, антеннах мобильных телефонов, внутриматочных контрацептивах, ортодонтических дугах, приборах и других областях.
В 1963 году в исследовательской лаборатории военно-морского флота США для одного эксперимента потребовалась проволока из никель-титанового сплава, но полученная проволока была изогнутой. Для удобства использования её выпрямляли по одной.
В последующих экспериментах возникло странное явление: при достижении определённой температуры выпрямленная проволока внезапно и волшебным образом быстро возвращалась к своей изначально изогнутой форме, причём форма была точной копией исходной. Многократные повторения эксперимента давали одинаковый результат: проволока восстанавливалась в изогнутую форму при достижении определённой температуры.
Это было похоже на то, что проволока была «заморожена» и деформирована, а при повышении температуры она «пробуждалась» и «вспоминала» свою первоначальную форму, не щадя себя, возвращаясь к своему «истинному облику».
Кристаллическая структура никель-титанового сплава отличается при температурах выше и ниже 40°C, и при изменении температуры около 40°C сплав сжимается или расширяется, изменяя свою форму. Температура 40°C является «температурой фазового перехода» для никель-титанового сплава. У каждого сплава есть своя температура фазового перехода.
Сплавы с памятью формы уже применяются для соединения труб и автоматического управления. Использование муфт из сплава с памятью формы позволяет заменить сварку: при низкой температуре внутренний диаметр конца трубы расширяется примерно на 4%, трубы соединяются, а при нагревании муфта сжимается и восстанавливает форму, обеспечивая плотное соединение.
Гидравлическая система самолётов ВМС США использует 100 000 таких соединений, которые за многие годы не имели утечек и повреждений. Повреждения трубопроводов на кораблях и подводных нефтяных месторождениях легко ремонтируются с помощью фитингов из сплава с памятью формы. В труднодоступных местах применяются штифты из сплава с памятью формы, которые при нагревании в отверстии автоматически раскручиваются на конце, образуя односторонний крепёж.
Сплавы с памятью формы особенно подходят для тепловых машин и автоматического терморегулирования. Уже созданы автоматические открывающиеся и закрывающиеся при комнатной температуре створки, которые открываются днём под солнечным светом и закрываются ночью при понижении температуры.
Существует множество проектов тепловых машин на основе сплавов с памятью формы, которые работают между двумя средами с небольшим перепадом температур, открывая новые возможности для использования промышленной охлаждающей воды, остаточного тепла ядерных реакторов, морских температурных градиентов и солнечной энергии. Однако их эффективность пока невысока — всего 4–6%, что требует дальнейших улучшений.
Применение сплавов с памятью формы в медицине также весьма впечатляет.
Например, костные пластины для фиксации переломов не только удерживают сломанные кости, но и создают сжимающее усилие при восстановлении формы, способствуя сращению. Ортодонтические дуги, зажимы для лигирования аневризм мозговых артерий и семявыносящих протоков, пластины для коррекции позвоночника — все они активируются температурой тела после имплантации. Фильтры для тромбов — новый продукт из сплава с памятью формы: выпрямленный фильтр, имплантированный в вену, постепенно восстанавливает сетчатую форму, предотвращая попадание 95% тромбов в сердце и лёгкие.
Искусственное сердце — более сложный орган, в котором мышечные волокна из сплава с памятью формы сочетаются с эластичной мембраной желудочка, имитируя сокращения желудочка. Уже успешно создана насосная система для перекачки воды. Поскольку сплав с памятью формы — это «живой сплав», использование изменения формы при определённой температуре позволяет создавать разнообразные автоматические устройства, и сфера его применения постоянно расширяется.
Предыдущая статья:
Следующая статья:
Связанные новости
Горячая линия:
Контактный email:
Адрес:
Здание 19, Lian Dong U Valley, улица Санхэ, район Хуэйян, город Хуэйчжоу
Подписаться на WeChat
Добавить в WeChat
Powey by:www.300.cn | Теги | Политика конфиденциальности