Áttörés az alakmemória ötvözetben: 10 millió hajlítási ciklus a meghibásodás előtt

A Marylandi Egyetem (Amerikai Egyesült Államok) és a Kiel Egyetem (Németország) kutatócsoportja olyan fémötvözetet készített, amely a meghibásodás előtt 10 milliószor deformálható és felmelegíthető - örvendetes eredmény hosszú távú, nagy ciklusú alkalmazásokhoz, például a vénához sztentek, mesterséges szívszelepek, repülőgép szárnyszerkezetek és egyéb termékek, ahol a megfordítható szerkezeti deformáció megismételhető és hosszú élettartama kritikus.

Ahogy a neve is mutatja, a Alakú memóriaötvözet (SMA) sok fémből (ötvözetből) készült anyag, amely „emlékezik” eredeti alakjára. Hajlítva vagy szerkezetileg más módon deformálódva a stressz (hő vagy elektromos áram formájában) az SMA-t az eredeti kialakításhoz hozza vissza. Ez alkalmazástól függően akár erőszakos, akár szelíd átalakulás lehet. Ez a figyelemre méltó tulajdonság az anyagon belül bekövetkező fázisátmenetből származik. Két dolog miatt van: maga a fémösszetétel, és hogy a strukturális torzulások hatására a rendszerbe továbbított energia nem lépi túl a rendszerben a reverzibilitás úgynevezett energiahatárait.

A alak memória hatást 1963-ban fedezték fel egy titán-nikkel kompozitban. Ezt a fémkombinációt azóta is használják a szokásos SMA-kban. A mai napig titán-nikkel kompozitok találtak széles körben elterjedt alkalmazáskülönféle területeken. Mindazonáltal a kettő korlátozott SMA-kkal rendelkezik a széleskörű elfogadáshoz: fáradtság(végül kudarcot vallanak) és a teljes reverzibilitás hiánya (nem ugranak vissza az eredeti alakjuknak pontosan 100% -áig). Ez valós, hosszú távú alkalmazásoknál problémás. Például a bio-orvosi iparban garantálni kell, hogy a véna stentje (hengeres szerkezet, amely nyitott sérült vénákat tart fenn) a végtelenségig tart, de összenyomva (deformálódva) visszaáll eredeti formájába.

Példa egy Shape Memory Alloy stentszerkezetre - Ellacs jóvoltából

Kiderült, hogy bizonyos egyéb elemek hozzáadásával a titán-nikkel keverékhez meg lehet hangolni mechanikai, biokémiai és hőmérsékleti tulajdonságait (csak néhányat említve). A kutatók tanulmánya, amelyet az akadémiai folyóirat publikálTudomány, Leírja, hogy a titán-rézből (Ti2Cu) készült apró szennyező részecskék beágyazásával az SMA-k akár 10 milliószor is képesek ellenállni a deformációnak és az újraképződésnek. A kontextus szempontjából az előző reverzibilis ciklusok rekordja egy nagy teljesítményű SMA16 000-szer- ennek több mint 600-szoros javulása, ami nagyon figyelemre méltó.

A nagy teljesítményű SMA-k keresése során a kutatók megállapították, hogy az ömlesztett kompozit megközelítés helyett apró Ti2Cu részecskék felhasználásával, amelyek kompatibilisek voltak az ötvözet fázisaiban (ellentétben az utóbbival), sokkal több reprodukálható és teljes ciklust tett lehetővé, mint korábbi erőfeszítéseket.


Ilyen drámai teljesítménynövekedés, apró részecskék kis hozzáadásával, nehéz megjósolni, hogy az élettartam meddig hosszabbítható meg további kutatások nélkül. Akárhogy is, ez az áttörés új lehetőségeket nyit meg a bio-orvosi és repülési területeken.

Copyright © Minden Jog Fenntartva | 2007es.com