Сплави із ефектом пам’яті форми
Застосування сплавів із ефектом пам'яті форми. Основні властивості мононікеліду титану: пластичність, висока міцність, корозійна стійкість. Характеристика структури металів. Аналіз схеми космічного апарату з елементами, що самотрансформуються.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено наhttp://www.allbest.ru/
сплав мононікелід титан корозійний
Ефект пам'яті форми (ЕПФ) відкрили наприкінці 60-х років цього століття. Вже за 10 років (кінець 70-х - початок 80-х) з'являється безліч повідомлень у наукових журналах, що описують різні можливості його застосування. В даний час для сплавів ЕПФ визначені функціональні властивості: одно- та двосторонній ефект пам'яті, псевдо-або супереластичність, висока здатність, що заглушує [1].
Спосіб отримання сплавів
Сплави з пам'яттю форми утворюються шляхом сплавлення індивідуальних компонентів. Розплав швидко охолоджують та проводять високотемпературну обробку.
Запропоновано цілий клас композиційних матеріалів «біокераміка – нікелід титану» для медицини. У таких матеріалах одна складова (нікелід титану) має пам'ять форми і наделастичність, а інша - зберігає властивості біокераміки. Як керамічну складову найчастіше використовується фарфор, який широко використовується в ортопедичній стоматології і є крихким матеріалом. Для виготовлення таких зразків використовують порошки нікеліду титану та порцелянової маси, які після змішування та просушування спікають у вакуумі [3].
Дослідження показали схильність нікеліду титану навільної поверхні при термічних впливах. В атмосфері, що містить кисень, сплав окислюється з утворенням оксидного шару, що містить переважно оксид TiO2. Можна вважати, що оскільки титан хімічно дуже активний, то в безкисневому середовищі атоми титану утворюватимуть сполуки з будь-яким неінертним газом, наприклад, в атмосфері азоту - нітриди. Уникнути утворення оксидів по межах зерен і поверхні можна лише за термообробках зразків у вакуумі чи інертної середовищі [1].
Структура та властивості сплавів
На сьогоднішній день відомо вже більше десятка сплавів із пам'яттю форми на базі різних елементів. Однак сімейство нітінолових залишається найпоширенішим. Вони чітко виражений ефект пам'яті форми, причому діапазон температур можна з хорошою точністю регулювати, вводячи у сплав різні домішки.
Експериментальні дослідження показали, що сплави на основі нікеліду титану радикально відрізняються від інших матеріалів, фізичні властивості яких максимально наближають їх до тканин організму, завдяки чому конструкції зі сплавів на основі нікеліду титану (TiNiMo) здатні довго функціонувати без будь-яких змін. Дослідження, проведені до теперішнього часу, показали, що ці сплави не токсичні, не викликають канцерогенної дії на навколишні тканини, мають високу корозійну стійкість у тканинах живого організму та високий рівень біологічної сумісності.
Найбільш широко застосовують сплави на основі мононікеліду титану NiTi, що отримали назву нітінол. Ефект “пам'яті форми” у з'єднанні NiTi може повторюватися протягом багатьох циклів.
Властивості мононікеліду титану:
висока міцність: sт = 300-500 МПа; sв = 770-1100 МПа;
корозійна та кавітаційна стійкість тадемпфуюча здатність (добре поглинає шум та вібрацію).
Псевдопружність - це здатність матеріалу з ЕПФ пластично деформуватися за певних умов і відновлювати деформацію при знятті зовнішнього деформуючого навантаження, як показано на рис. 1
Мал. 1 Псевдопружна механічна поведінка на основі сплаву TiNi
Значення псевдопружної деформації може становити для різних сплавів від 2 до 8 %, що дозволяє виготовляти зі сплавів з ЕПФ пружні елементи з більш високими деформаційними здібностями (наприклад, суперпружини).
Ефект псевдопружності може реалізовуватися і за інших умов деформування, наприклад, при Т