Сплав с памятью формы - это сплав, который может автоматически восстанавливать свою пластическую деформацию до исходной формы при определенной температуре. В дополнение к своей уникальной функции памяти формы сплав с памятью также обладает превосходными характеристиками износостойкости, коррозионной стойкости, высокого демпфирования и сверхэластичности. Скорость расширения составляет более 20 процентов. Усталостная долговечность составляет 107 раз, характеристика демпфирования в 10 раз выше, чем у обычных пружин, а ее коррозионная стойкость лучше, чем у лучшей медицинской нержавеющей стали в настоящее время. Таким образом, он может удовлетворить прикладные потребности различных инженеров и медицины. Это отличный функциональный материал.
Он может производить высококачественную проволоку из сплава с эффектом памяти, которая может использоваться в области ножек очков, женских бюстгальтеров, антенн для мобильных телефонов, женских противозачаточных колец, проволок для зубных дуг, инструментов и измерительных приборов и т. д.
В 1963 году Исследовательской лаборатории артиллерийского вооружения ВМС США понадобились для эксперимента проволоки из никель-титанового сплава. Проволока из сплава, которую они получили, была изогнутой. Для удобства использования эти скрученные нити расправляются одна за другой, а затем используются.
В последующем эксперименте появилось странное явление: когда температура поднялась до определенного значения, эти сплавные проволоки, которые были вытянуты прямо, внезапно и волшебным образом быстро вернулись к исходной изогнутой форме, и они были не хуже первоначальной формы. После повторных тестов результаты полностью совпадают. Пока выпрямленная проволока из сплава достигает определенной температуры, она немедленно возвращается к исходной изогнутой форме. Это похоже на то, как люди изменили свою форму, когда они были «заморожены» без сознания в прошлом. Когда температура поднимается до определенного значения, они внезапно «просыпаются» и «вспоминают» свой первоначальный вид, поэтому отчаянно пытаются восстановить свой «истинный цвет».
Кристаллическая структура никель-титанового сплава при температуре выше и ниже 40 градусов C различна, но при изменении температуры вверх и вниз при 40 градусах C сплав сжимается или расширяется, что приводит к изменению его морфологии. Здесь 40 градусов по Цельсию — это «аномальная температура» никель-титанового сплава с эффектом памяти. Все виды сплавов имеют свою аномальную температуру.
Сплав с эффектом памяти использовался в комбинации труб и автоматическом управлении. Втулка из сплава с эффектом памяти может заменить сварку. Метод заключается в полном расширении конца трубы примерно на 4 процента при низкой температуре и соединении его во время сборки. После нагрева рукав сжимается и возвращается к своей первоначальной форме, образуя плотное соединение.
Гидравлическая система самолетов ВМС США использует 100 000 таких соединений, и в течение многих лет не было ни одной утечки или повреждения масла. Повреждения кораблей и трубопроводов подводных нефтяных месторождений можно устранить с помощью фитингов из сплава с эффектом памяти, что очень удобно. В некоторых деталях неудобной конструкции штифты выполнены из сплава с эффектом памяти и установлены в отверстия для нагрева, а их хвостовые концы автоматически разъединяются и загибаются в односторонние сборки.
Сплав с эффектом памяти особенно подходит для термомеханического и автоматического регулирования постоянной температуры. Он был превращен в рычаг автоматического открывания и закрывания при комнатной температуре, который может открывать вентиляционное окно в солнечный день и автоматически закрываться, когда комнатная температура падает ночью.
Существует также множество конструктивных схем тепловой машины из сплава с эффектом памяти. Они могут работать между двумя средами с низкой разницей температур, что открывает новый способ использования промышленной охлаждающей воды, отработанного тепла ядерных реакторов, разницы температур океана и солнечной энергии. В настоящее время общая проблема заключается в том, что эффективность невысока, всего 4-6 процентов, что требует дальнейшего улучшения.
Применение сплава памяти в лечении также очень привлекательно.
Например, костная пластина, используемая для соединения костей, может не только фиксировать две секции сломанных костей, но и создавать сжимающую силу в процессе восстановления исходной формы, заставляя сломанные кости соединяться вместе. Ортодонтические дуги для стоматологии, длинные клипсы для лигирования аневризм головного мозга и семявыносящего протока, опорные пластины для выпрямления позвоночника — все это запускается под действием температуры тела после имплантации в организм человека. Тромбовый фильтр также является новым продуктом из сплава с эффектом памяти. После того, как выпрямленный фильтр будет имплантирован в вену, он постепенно вернется в сетку, предотвращая попадание 95 процентов сгустков крови в сердце и легкие.
Искусственное сердце представляет собой орган с более сложной структурой. Мышечное волокно из сплава с эффектом памяти и эластомерной мембраны желудочка может имитировать сокращение желудочка. Теперь откачка воды прошла успешно.
Поскольку сплав с памятью является своего рода «живым сплавом», с помощью изменения его формы при определенной температуре можно проектировать все виды устройств автоматического управления, и его применение расширяется.
