Có một câu chuyện khác về việc phát hiện ra các đặc tính của vật liệu SMA. Nghiên cứu ban đầu về vật liệu này bắt đầu vào những năm 1930, khi các nhà khoa học nghiên cứu một số tính chất bất ngờ được thể hiện ở các kim loại khác nhau. Nhà hóa học người Thụy Điển Arne Ölander đã phát hiện ra hiện tượng giả đàn hồi khi quan sát hợp kim vàng-cadmium và mô tả nó. Tuy nhiên, phải đến một tai nạn trong phòng thí nghiệm khoảng 30 năm sau, người ta mới thực sự bắt đầu sử dụng thuật ngữ “hợp kim nhớ hình”

Hiệu ứng bộ nhớ hình dạng có nghĩa là một vật liệu rắn có hình dạng nhất định (thường là vật liệu có biến đổi martensitic nhiệt) trải qua một giới hạn biến dạng dẻo nhất định ở nhiệt độ nhất định (ở trạng thái martensitic Mf) và được nung nóng đến Ở nhiệt độ nhất định ( thường là nhiệt độ biến mất martensite Af của vật liệu), vật liệu sẽ trở về trạng thái ban đầu trước khi biến dạng.

Hợp kim nhớ hình (SMA) là một loại vật liệu thông minh mới. Đặc điểm của nó là có thể trở lại dạng ban đầu ở nhiệt độ nhất định. Nói chung, môi trường xảy ra đặc tính này là nhiệt độ cao. Hiệu ứng siêu đàn hồi của nó, đặc tính điện trở cao, sự biến thiên của mô đun đàn hồi ở các nhiệt độ khác nhau và chức năng tự phục hồi không được các vật liệu kim loại thông thường nhận ra.

Nguyên lý hiệu ứng ghi nhớ hình dạng

Hiệu ứng ghi nhớ hình dạng của hợp kim là một hành vi cơ nhiệt đặc biệt, là kết quả của sự biến đổi thuận nghịch của pha nhiệt độ thấp (martensite) được tạo ra bởi sự biến đổi martensite nhiệt đàn hồi sang pha nhiệt độ cao (austenite) trong quá trình gia nhiệt.

Hầu hết các hợp kim ghi nhớ hình dạng đều thể hiện hiệu ứng ghi nhớ hình dạng thông qua quá trình biến đổi martensite nhiệt đàn hồi.

Biến đổi martensitic thông thường là một phương pháp gia cố thép, nghĩa là nung thép đến nhiệt độ tới hạn nhất định trong một khoảng thời gian, sau đó làm nguội nhanh, thép được chuyển thành cấu trúc martensitic và thép được làm cứng.

Với nghiên cứu chuyên sâu của các học giả, họ dần dần phát hiện ra rằng không chỉ trường nhiệt độ và trường ứng suất có thể tạo ra hiệu ứng ghi nhớ hình dạng, mà từ trường cũng có thể tạo ra sự biến đổi martensitic, dẫn đến hiệu ứng ghi nhớ hình dạng.

Người ta phát hiện ra rằng có nhiều loại hợp kim có hiệu ứng ghi nhớ hình dạng, có thể chia thành ba loại: hợp kim niken-titan, hợp kim đồng và hợp kim sắt. Hiện nay, hợp kim ghi nhớ hình dạng thực tế duy nhất là hợp kim dựa trên Ni-Ti và hợp kim dựa trên Cu.

Cho đến nay người ta đã tìm ra hơn 50 loại hợp kim có khả năng ghi nhớ hình dạng, bao gồm: 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, Fe-Mn-Si, v.v.

Nhược điểm và cân nhắc thiết kế

Khi phát triển một thiết kế hoặc thành phần sử dụng SMA làm nguyên liệu thô, mọi người cần xem xét một số yếu tố và rủi ro. Nhược điểm chính của SMA là nguy cơ hư hỏng do mỏi. Số lần một vật liệu SMA nhất định có thể gần như trở lại hình dạng ban đầu sau khi uốn cong và biến dạng bị hạn chế (quá nhiều lần, nó có thể bị gãy).

Từ quan điểm sản xuất, chi phí sản xuất SMA có thể cao, điều này hạn chế việc sử dụng SMA của nhà sản xuất và người tiêu dùng. Không chỉ vậy, do hầu hết các vật liệu này đều dựa vào nhiệt độ để tạo ra biến dạng nên có những rủi ro nhất định khi sử dụng SMA trong các thiết bị hoạt động trong điều kiện nhiệt độ không thể kiểm soát hoặc không ổn định.

Các ngành công nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn của hợp kim bộ nhớ hình dạng chủ yếu bao gồm y sinh, hàng không vũ trụ, cơ khí và điện tử, xây dựng cầu, sản xuất ô tô và các ngành công nghiệp khác. Nhu cầu thị trường đối với các sản phẩm trong ngành hợp kim bộ nhớ hình có liên quan chặt chẽ với nhu cầu về sản phẩm trong ngành công nghiệp hạ nguồn và sẽ tăng trưởng cùng với sự phát triển của thị trường công nghiệp hạ nguồn. Phát triển đồng bộ.

Ở giai đoạn này, ở nước tôi có rất nhiều doanh nghiệp, đơn vị tham gia nghiên cứu ứng dụng hoặc sản xuất hợp kim nhớ hình. Trong giai đoạn đầu phát triển của ngành, nghiên cứu về hợp kim ghi nhớ hình dạng của các trường đại học và viện nghiên cứu khác nhau đã đóng một vai trò to lớn trong việc thúc đẩy sự phát triển của ngành. Trong những năm gần đây, một số nhà sản xuất hợp kim bộ nhớ hình dạng trong nước đã phát triển nhanh chóng và đóng một vai trò quan trọng trong tiến bộ công nghệ của ngành. Ở giai đoạn này, họ đã trở thành động lực quan trọng nhất cho sự phát triển của ngành công nghiệp hợp kim nhớ hình ở nước tôi.

Kết quả nghiên cứu nâng cao về hợp kim ghi nhớ hình dạng nước ngoài

XUẤT KHẨU. Hàng không vũ trụ

Lốp siêu đàn hồi

Nhóm Glenn SMA của NASA đã phát triển một loại lốp không dùng hơi. Loại lốp siêu đàn hồi này ban đầu được phát triển cho các sứ mệnh tới mặt trăng và sao Hỏa trong tương lai, nhưng nó là một giải pháp thay thế khả thi cho lốp khí nén trên Trái đất ngày nay. Công nghệ này được lấy cảm hứng từ Apollo Lunar Tyre, sử dụng hợp kim có bộ nhớ hình dạng có độ biến dạng cao làm tải trọng.mang thành phần thay vì vật liệu đàn hồi thông thường, giúp lốp có thể chịu được biến dạng quá mức mà không bị hư hỏng vĩnh viễn.

Loại lốp cải tiến này của nhóm NASA Glenn SMA sử dụng hợp kim ghi nhớ hình dạng (chủ yếu là NiTi và các dẫn xuất của nó) làm bộ phận chịu tải. Các hợp kim nhớ hình dạng này có thể chịu được biến dạng thuận nghịch đáng kể (lên tới 10%), cho phép lốp chịu được biến dạng lớn hơn các loại lốp không dùng hơi khác trước khi trải qua biến dạng vĩnh viễn.

Cánh biến dạng

Các kỹ sư tại Trung tâm Nghiên cứu Glenn của NASA sử dụng hợp kim ghi nhớ hình dạng để tạo ra những chiếc cánh bị biến dạng. Các bộ phận được làm bằng hợp kim nhớ hình thường có kích thước và trọng lượng bằng 10% đến 20% so với các bộ phận truyền thống. Các nhà sản xuất máy bay, nhà nghiên cứu và cơ quan chính phủ như NASA có thể sử dụng những kim loại này để thực hiện nhiều công việc hơn là chỉ giảm nhiên liệu. trị giá.

Các kỹ sư của Boeing đã phát minh ra hệ thống giảm tiếng ồn của động cơ tua-bin. Nó được gọi là chữ "V" của hình học biến thiên. Khi được nung nóng, hợp kim nhớ hình sẽ uốn cong và các đầu của chữ V này sẽ chìm trong dòng khí thải, tạo thêm sự nhiễu loạn thích hợp cho không khí nóng để giảm tiếng ồn. Hợp kim nhớ hình càng được nung nóng thì càng uốn cong, vì vậy khi ở các điều kiện không khí khác nhau, có thể đặt nhiều góc hơn trong chữ V.

Cánh có thể gập lại

Các kỹ sư tại Trung tâm Nghiên cứu Glenn của NASA, Trung tâm Nghiên cứu Chuyến bay Armstrong của NASA và Boeing đã sử dụng thành công hợp kim ghi nhớ hình dạng (SMA) để di chuyển phần cánh kích thước đầy đủ của F/A-18 Hornet.

Cuộc thử nghiệm thành công này là một cột mốc quan trọng đối với dự án cánh thích ứng Spanwise, đang nghiên cứu khả năng uốn cong chuyến bay hoặc tạo thành một phần của cánh máy bay. Khả năng tạo hình cánh có thể cải thiện hiệu suất máy bay bằng cách giảm trọng lượng và lực cản, đồng thời cải thiện khả năng kiểm soát máy bay.

NASA sẽ tiếp tục thử nghiệm bộ truyền động SMA trên cánh của F/A-18 trong tương lai, với mục tiêu tăng công suất mô-men xoắn lên 2260N và áp dụng chúng vào mép trước và mép sau của cánh. Nghiên cứu này là một phần của Dự án Cánh thích ứng Spanwise của NASA, đang nghiên cứu cách các cánh thích ứng trên máy bay có thể cải thiện hiệu quả và khả năng điều khiển của máy bay.

2. Công nghiệp máy móc

Không có hệ thống làm lạnh lạnh

Một nhóm nghiên cứu của Đức đã phát triển một nguyên mẫu của hệ thống sưởi/làm mát tiên tiến có thể làm nóng và làm mát không khí bằng cách nén và dỡ bỏ các "đường cơ" niken-titan. Hiệu suất gấp đôi so với máy bơm nhiệt hoặc máy điều hòa không khí. ba lần. Thiết bị không sử dụng khí làm lạnh, có nghĩa là đây là cách sưởi ấm hoặc làm mát không gian thân thiện với môi trường hơn.

Thiết bị này dựa trên các đặc tính đặc biệt của một số hợp kim kim loại có khả năng ghi nhớ hình dạng nhất định. Trong một số trường hợp, đặc biệt là hợp kim niken-titan, các kim loại này hấp thụ rất nhiều nhiệt khi bị uốn cong và biến dạng, sau đó tỏa nhiệt khi được phép trở lại hình dạng bình thường, đường tải trọng khác nhau giữa đường nhả và đường nhả đường có thể cao tới 20°C.

Sức mạnh của robot siêu nhỏ

Giáo sư Duncan Hand từ Đại học Heriot-Watt ở Vương quốc Anh đang phát triển một loại hợp kim mới để sử dụng trong các robot siêu nhỏ phức tạp hơn và có thể điều khiển được. Để sản xuất vật liệu tiên tiến này, các nhà nghiên cứu đang phát triển một công nghệ mới gọi là chuyển tiếp chuyển tiếp do tia laser phân loại theo chức năng (FG-LIFT).

Ngón tay robot linh hoạt

Công nghệ này sử dụng tia laser xung để lắng đọng các màng mỏng kim loại như niken, titan hoặc đồng được ép trên một loại polymer trong suốt trên chất nền. Do đó, công nghệ này có thể in nhiều lớp màng kim loại khác nhau trên đế [máy thu] giống như ruy băng máy đánh chữ cũ nên có thể có ba lớp titan, bốn lớp niken và một lớp đồng. Bằng cách này, quy trình có thể xây dựng các phần tử ba chiều mà nhóm mô tả là voxels, bao gồm các lớp kim loại khác nhau. Sau đó, vật liệu có thể được xử lý nhiệt để kiểm soát cẩn thận quá trình khuếch tán giữa các lớp kim loại trong mỗi voxel, cho phép các nhà nghiên cứu kiểm soát chính xác thành phần của vật liệu.

Robot sứa

Robot sứa sinh học được điều khiển bởi SMA

Một nhóm từ Phòng thí nghiệm thiết bị cơ điện tử Ấn Độ IITIndore đã phát triển một loài sứa robot mềm dựa trên polyme hợp kim ghi nhớ hình dạng để theo dõi sinh học biển không gây tiếng ồn bằng vật liệu thông minh và mềm. Công nghệ robot mềm là một sức mạnh đa mét mới nổi trong lĩnh vực robot. SMA có thể được sử dụng như một lựa chọn phù hợp cho công nghệ truyền động linh hoạt nhằm mô phỏng tư thế của các sinh vật sống. Nó là một vật liệu thông minh có thể phục hồi sau khi bị biến dạng và khôi phục lại hình dạng ban đầu khi bị nung nóng.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm robot được phát triển trong môi trường phòng thí nghiệm và đạt được chuyển động 1cm/s. Thiết bị sử dụng cơ chế dựa trên lò xo SMA để mô phỏng chuyển động rung của vây sau của đuôi cá, từ đó tạo ra lực đẩy đẩy cá robot. Ưu điểm của việc phát triển những robot mềm như vậy là chúng cho phép truyền động không gây tiếng ồn và có thiết kế đơn giản, linh hoạt, tiêu tốn ít thời gian sản xuất hơn. Việc làm nóng và làm mát liên tục cấu trúc polymer dựa trên dây SMA chịu trách nhiệm cho sự giãn nở và co lại của các râu trên cơ thể nó, tạo ra lực đẩy để di chuyển robot sứa trong nước.

Vòng bi hợp kim nhớ hình dạng

Chuyên gia về ma sát và máy quay của NASA Christopher DellaCorte đang cố gắng sử dụng hợp kim niken-titan để chế tạo vòng bi hình cầu, vì vòng bi truyền thống dễ bị rỉ sét và móp méo trong môi trường khắc nghiệt, đặc biệt là trong các chuyến bay hàng không vũ trụ. Tuy nhiên, Nitinol khác với thép chịu lực truyền thống. Nitinol là sự kết hợp của niken và titan, thường được kết hợp với các kim loại khác. Hợp kim phổ biến nhất là Nitinol 55, một hợp kim ghi nhớ hình dạng nổi tiếng (SMA). SMA là vật liệu có độ đàn hồi cao, có thể xoắn, uốn cong nhưng vẫn có thể trở lại hình dạng ban đầu.

3. Cuộc sống hàng ngày

Các ứng dụng chính của hợp kim ghi nhớ hình dạng trong cuộc sống hàng ngày là: thiết bị điều chỉnh nhiệt độ, thiết bị bảo vệ quá nhiệt, cơ chế điều chỉnh hướng gió của điều hòa, khung kính ghi nhớ, đèn đường ghi nhớ hình dạng, ăng-ten điện thoại di động và kiểm tra hỏa hoạn. vans.

Là một loại vật liệu mới ra đời cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, hợp kim bộ nhớ có trí tuệ siêu phàm và tính ưu việt cao. Nó có ưu điểm tuyệt vời là có thể sản xuất nhiều bộ phận đáng tin cậy khác nhau với hiệu suất vượt trội, khả năng tự động hóa cao, khả năng chống mài mòn và biến dạng. Trình độ khoa học và công nghệ không ngừng tăng lên đã khiến nhu cầu về vật liệu thông minh ở mọi tầng lớp xã hội cũng tiếp tục tăng, và hợp kim bộ nhớ hình dạng có triển vọng phát triển rộng rãi.

Ngoài ra, ngành hợp kim nhớ hình phù hợp với kế hoạch công nghiệp mới nổi mang tính chiến lược quốc gia và các chính sách hỗ trợ hỗ trợ của trung ương và địa phương để xác định bảy ngành công nghiệp mới nổi là những ngành được nhà nước hỗ trợ và khuyến khích. Trong tương lai, với sự phát triển của công nghệ hợp kim nhớ hình và chi phí giảm, việc thúc đẩy các chính sách công nghiệp và không ngừng cải thiện sự chấp nhận của người tiêu dùng. Trong tương lai, với sự cải thiện mức sống và sức tiêu thụ của người dân, hợp kim bộ nhớ hình dạng sẽ dần dần được thương mại hóa hàng ngày. Ngoài các sản phẩm như ô tô, robot, thiết bị gia dụng và thiết bị y tế, một số vật dụng nhỏ trong cuộc sống của con người cũng sẽ Việc phổ biến việc sử dụng hợp kim ghi nhớ hình dạng cũng sẽ thúc đẩy quy mô thị trường của hợp kim ghi nhớ hình dạng mở rộng hơn nữa.

Liên kết đến bài viết này ：Tại sao hợp kim bộ nhớ hình dạng có bộ nhớ? 

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com

PTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Dịch vụ. Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100.

Xưởng gia công chuyên gia công các dịch vụ phục vụ ngành xây dựng và giao thông vận tải. Khả năng bao gồm cắt plasma và oxy-nhiên liệu, Gia công phù hợp, MIG và Đồ gá hàn phay chính xác Cnc nhôm tùy chỉnh, cuộn, lắp ráp, Máy cnc inox gia công tiện thân cây, cắt, và Dịch vụ gia công CNC Thụy Sĩ. Vật liệu được xử lý bao gồm carbon và Bộ phận tấm che gia công bằng thép không gỉ thụ động.

Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Bạn có thể liên hệ trực tiếp với chúng tôi ( sales@pintejin.com ).