سبيكة ذاكرة الشكل

الموسوعة الحرة

في علم المعادن ، سبيكة الذاكرة الشكلية ( SMA ) هي سبيكة يمكن تشويهها عندما تكون باردة ولكنها تعود إلى شكلها المشوه مسبقًا ("المُتذكر") عند تسخينها. تُعرف أيضًا بأسماء أخرى مثل المعدن الذاكري ، وسبائك الذاكرة ، والمعدن الذكي ، والسبيكة الذكية ، والأسلاك العضلية . [ بحاجة لمصدر ] يمكن تعديل "الهندسة المحفوظة" عن طريق تثبيت الهندسة المطلوبة وإخضاعها للمعالجة الحرارية، على سبيل المثال، يمكن تعليم السلك حفظ شكل زنبرك لولبي.

يمكن أن تكون الأجزاء المصنوعة من سبائك الذاكرة الشكلية بدائل خفيفة الوزن وذات حالة صلبة للمحركات التقليدية مثل الأنظمة الهيدروليكية والهوائية والقائمة على المحرك. يمكن استخدامها أيضًا لصنع وصلات محكمة الغلق في الأنابيب المعدنية، ويمكنها أيضًا استبدال حلقة مغلقة للمستشعر والمحرك للتحكم في درجة حرارة الماء من خلال التحكم في نسبة تدفق الماء الساخن والبارد.

ملخص

أكثر سبائك الذاكرة الشكلية انتشارًا هما النحاس - الألومنيوم - النيكل والنيكل - التيتانيوم ( NiTi )، ولكن يمكن أيضًا إنشاء سبائك الذاكرة الشكلية عن طريق خلط الزنك والنحاس والذهب والحديد . على الرغم من أن سبائك الذاكرة الشكلية القائمة على الحديد والنحاس، مثل Fe -Mn-Si و Cu- Zn -Al وCu-Al-Ni، متوفرة تجاريًا وأرخص من NiTi، إلا أن سبائك الذاكرة الشكلية القائمة على NiTi مفضلة لمعظم التطبيقات نظرًا لاستقرارها وعمليتها [1] [2] [3] بالإضافة إلى أدائها الحراري الميكانيكي المتفوق. [4] يمكن أن توجد سبائك الذاكرة الشكلية في مرحلتين مختلفتين، مع ثلاثة هياكل بلورية مختلفة (أي مارتنسيت توأم، ومارتنسيت غير توأم، وأوستينيت) وستة تحولات محتملة. [5] [6] يخضع السلوك الحراري الميكانيكي لسبائك الذاكرة الشكلية للتحول الطوري بين الأوستينيت والمارتنسيت.

تتحول سبائك النيكل والتيتانيوم من الأوستينيت إلى المارتنسيت عند التبريد بدءًا من درجة حرارة أقل من Ms ؛ Mf هي درجة الحرارة التي يكتمل عندها التحول إلى المارتنسيت عند التبريد. وعليه، أثناء التسخين، As و Af هما درجات الحرارة التي يبدأ عندها وينتهي التحول من المارتنسيت إلى الأوستينيت.

يؤدي تطبيق حمل ميكانيكي على المارتنسيت إلى إعادة توجيه البلورات، ويشار إليه باسم "إزالة التوأمة"، مما يؤدي إلى تشوه لا يتم استعادته (تذكره) بعد إطلاق الحمل الميكانيكي. تبدأ إزالة التوأمة عند إجهاد معين σ s وتنتهي عند σ f حيث يستمر المارتنسيت في إظهار سلوك مرن فقط (طالما أن الحمل أقل من إجهاد الخضوع). يتم استعادة التشوه المحفوظ من إزالة التوأمة بعد التسخين إلى الأوستينيت.

يمكن أن يحدث التحول الطوري من الأوستينيت إلى المارتنسيت أيضًا عند درجة حرارة ثابتة عن طريق تطبيق حمل ميكانيكي فوق مستوى معين. يتم عكس التحول عند تحرير الحمل.

إن الانتقال من طور المارتنسيت إلى طور الأوستينيت يعتمد فقط على درجة الحرارة والإجهاد، وليس الوقت، كما هي الحال مع معظم تغيرات الطور، حيث لا يوجد انتشار. وبالمثل، يتلقى هيكل الأوستينيت اسمه من سبائك الصلب ذات البنية المماثلة. إنه الانتقال العكسي بدون انتشار بين هاتين المرحلتين الذي ينتج عنه خصائص خاصة. بينما يمكن تكوين المارتنسيت من الأوستينيت عن طريق التبريد السريع للفولاذ الكربوني ، فإن هذه العملية ليست عكسية، لذلك لا يتمتع الفولاذ بخصائص الذاكرة الشكلية.

في هذا الشكل، يمثل المحور الرأسي جزء المارتنسيت. يؤدي الاختلاف بين الانتقال الحراري والانتقال التبريدي إلى حدوث الهستيريسيس حيث يتم فقدان بعض الطاقة الميكانيكية في هذه العملية. يعتمد شكل المنحنى على خصائص مادة سبيكة الذاكرة الشكلية، مثل تركيبة السبيكة [7] والتصلب الناتج عن العمل . [8]

تأثير ذاكرة الشكل

يوضح هذا الرسوم المتحركة تأثير ذاكرة الشكل الكامل:
  1. التبريد من الأوستينيت إلى المارتنسيت (المزدوج)، والذي يحدث إما في بداية عمر SMA أو في نهاية الدورة الحرارية.
  2. تطبيق الإجهاد لتفكيك المارتنسيت.
  3. تسخين المارتنسيت لإعادة تشكيل الأوستينيت، واستعادة شكله الأصلي.
  4. تبريد الأوستينيت إلى مارتنسيت توأم.

يحدث تأثير الذاكرة الشكلية (SME) [9] لأن التحول الطوري الناتج عن درجة الحرارة يعكس التشوه، كما هو موضح في منحنى الهستيريسيس السابق. عادةً ما تكون المرحلة المارتنسيتية أحادية الميل أو معينة الشكل (B19' أو B19). نظرًا لأن هذه الهياكل البلورية لا تحتوي على أنظمة انزلاق كافية لحركة الخلع السهلة، فإنها تتشوه عن طريق التوأمة - أو بالأحرى، عدم التوأمة. [10]

يُفضَّل المارتنسيت ترموديناميكيًا عند درجات الحرارة المنخفضة، بينما يُفضَّل الأوستينيت (B2 مكعب) ترموديناميكيًا عند درجات الحرارة الأعلى. ونظرًا لأن هذه الهياكل لها أحجام شبكية وتناسق مختلفان، فإن تبريد الأوستينيت إلى مارتنسيت يُدخل طاقة إجهاد داخلية في الطور المارتنسيتي. لتقليل هذه الطاقة، يُشكِّل الطور المارتنسيتي العديد من التوائم - وهذا ما يُسمى "التوائم ذاتية الاستيعاب" وهو نسخة التوأمة من الخلع الضروري هندسيًا . ونظرًا لأن سبيكة الذاكرة الشكلية سيتم تصنيعها من درجة حرارة أعلى وعادةً ما يتم تصميمها بحيث تكون الطور المارتنسيتي مهيمنة عند درجة حرارة التشغيل للاستفادة من تأثير الذاكرة الشكلية، فإن SMAs "تبدأ" توأمة للغاية. [11]

عندما يتم تحميل المارتنسيت، توفر هذه التوائم ذاتية التكيف مسارًا سهلاً للتشوه. ستؤدي الضغوط المطبقة إلى تفكيك المارتنسيت، لكن جميع الذرات تظل في نفس الموضع بالنسبة للذرات القريبة - لا يتم كسر أو إعادة تشكيل الروابط الذرية (كما يحدث عن طريق حركة الخلع). وبالتالي، عندما ترتفع درجة الحرارة ويصبح الأوستينيت مفضلًا ترموديناميكيًا، فإن جميع الذرات تعيد ترتيبها إلى بنية B2 والتي تصادف أنها لها نفس الشكل العياني مثل شكل ما قبل تشوه B19. [12] يحدث هذا التحول الطوري بسرعة كبيرة ويعطي SMAs "فرقعة" مميزة.

قد يؤدي الاستخدام المتكرر لتأثير ذاكرة الشكل إلى تحول في درجات حرارة التحول المميزة (يُعرف هذا التأثير بالتعب الوظيفي، لأنه يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتغيير الخصائص البنيوية الدقيقة والوظيفية للمادة). [13] تُسمى أقصى درجة حرارة لا يمكن عندها تحفيز SMAs بالإجهاد M d ، حيث تتشوه SMAs بشكل دائم. [14]

الذاكرة الشكلية أحادية الاتجاه مقابل ثنائية الاتجاه

تتمتع السبائك التي تتمتع بالذاكرة الشكلية بتأثيرات ذاكرة شكلية مختلفة. التأثيران الشائعان هما SMA أحادي الاتجاه وSMA ثنائي الاتجاه. يظهر الرسم التخطيطي للتأثيرات أدناه. الإجراءات متشابهة جدًا: البدء من المارتنسيت، وإضافة تشوه، وتسخين العينة وتبريدها مرة أخرى.

تأثير الذاكرة في اتجاه واحد

عندما يكون السبائك التي تتذكر شكلها في حالتها الباردة (أقل من M f )، يمكن ثني المعدن أو تمديده وسيحتفظ بهذه الأشكال حتى يتم تسخينه فوق درجة حرارة الانتقال. عند التسخين، يتغير الشكل إلى شكله الأصلي. عندما يبرد المعدن مرة أخرى، سيحتفظ بشكله، حتى يتشوه مرة أخرى.

مع التأثير أحادي الاتجاه، لا يتسبب التبريد من درجات الحرارة العالية في حدوث تغيير في الشكل الكلي. التشوه ضروري لإنشاء الشكل منخفض الحرارة. عند التسخين، يبدأ التحويل عند A s ويكتمل عند A f (عادةً من 2 إلى 20 درجة مئوية أو أكثر سخونة، اعتمادًا على السبائك أو ظروف التحميل). يتم تحديد A s حسب نوع السبائك وتكوينها ويمكن أن يختلف بين-150 درجة مئوية و200 درجة مئوية .

تأثير ثنائي الاتجاه

إن تأثير ذاكرة الشكل ثنائي الاتجاه هو التأثير الذي يجعل المادة تتذكر شكلين مختلفين: أحدهما عند درجات حرارة منخفضة والآخر عند درجات حرارة عالية. ويقال إن المادة التي تظهر تأثير ذاكرة الشكل أثناء التسخين والتبريد تتمتع بذاكرة شكل ثنائية الاتجاه. ويمكن الحصول على ذلك أيضًا دون تطبيق قوة خارجية (تأثير ثنائي الاتجاه جوهري). والسبب وراء تصرف المادة بشكل مختلف في هذه المواقف يكمن في التدريب. ويعني التدريب أن ذاكرة الشكل يمكن أن "تتعلم" التصرف بطريقة معينة. وفي ظل الظروف العادية، "تتذكر" سبيكة ذاكرة الشكل شكلها عند درجات حرارة منخفضة، ولكن عند التسخين لاستعادة شكلها عند درجات حرارة عالية، "تنسى" على الفور شكلها عند درجات حرارة منخفضة. ومع ذلك، يمكن "تدريبها" على "تذكر" ترك بعض التذكيرات بحالة درجة الحرارة المنخفضة المشوهة في المراحل ذات درجات الحرارة العالية. وتتلخص إحدى طرق تدريب الذاكرة الحركية في تطبيق حمل حراري دوري تحت مجال إجهاد ثابت. خلال هذه العملية، يتم إدخال عيوب داخلية في البنية الدقيقة مما يولد إجهادات داخلية دائمة تسهل توجيه البلورات المارتنسيتية. [15] لذلك، أثناء تبريد SMA المدرب في الطور الأوستنيتي دون أي إجهاد مطبق، يتشكل المارتنسيت مفككًا بسبب الإجهادات الداخلية، مما يؤدي إلى تغيير شكل المادة. وبينما يتم تسخين SMA مرة أخرى إلى أوستينيت، فإنه يستعيد شكله الأولي.

هناك عدة طرق للقيام بذلك. [16] سوف يفقد الجسم المُشكل والمدرب الذي يتم تسخينه إلى ما بعد نقطة معينة تأثير الذاكرة ثنائية الاتجاه.

مرونة زائفة

تُظهر المواد الصلبة الذرّية ظاهرة تُسمى أحيانًا بالمرونة الفائقة، ولكن يمكن وصفها بدقة أكبر بالمرونة الزائفة . تعني "المرونة الفائقة" أن الروابط الذرية بين الذرات تمتد إلى طول أقصى دون التسبب في تشوه بلاستيكي. لا تزال المرونة الزائفة تحقق إجهادات كبيرة قابلة للاسترداد مع القليل من التشوه الدائم أو بدونه، لكنها تعتمد على آليات أكثر تعقيدًا.

رسوم متحركة للمرونة الزائفة

تظهر العضلات الحركية الدقيقة ثلاثة أنواع على الأقل من المرونة الزائفة. النوعان الأقل دراسة من المرونة الزائفة هما تكوين التوأم الزائف والسلوك المطاطي بسبب الترتيب قصير المدى. [17]

عند الضغوط التي تفوق الضغوط المارتنسيتية (أ)، يتحول الأوستينيت إلى مارتنسيت ويحدث إجهادات كبيرة بالعين المجردة حتى لا يتبقى أي أوستينيت (ج). عند التفريغ، يعود المارتينسيت إلى الطور الأوستينيتي تحت الضغوط الأوستينيتية (د)، وعند هذه النقطة يتم استعادة الإجهاد حتى تصبح المادة أوستينيتية بالكامل ولا يتبقى سوى القليل من التشوه أو لا يتبقى أي تشوه. [18]

يأتي التأثير شبه المرن الرئيسي من التحول الطوري الناتج عن الإجهاد. يوضح الشكل الموجود على اليمين كيفية حدوث هذه العملية.

هنا يتم تطبيق الحمل بشكل متساوي الحرارة على SMA أعلى من درجة حرارة تشطيب الأوستينيت، A f ، ولكن أقل من درجة حرارة تشوه المارتنسيت، M d . يوضح الشكل أعلاه كيف يكون ذلك ممكنًا، من خلال ربط التحول الطوري الناجم عن الإجهاد شبه المرن بالتحول الطوري الناجم عن درجة حرارة تأثير الذاكرة الشكلية. بالنسبة لنقطة معينة على A f، من الممكن اختيار نقطة على خط M s  بدرجة حرارة أعلى ، طالما أن هذه النقطة M d لها أيضًا إجهاد أعلى . تُظهر المادة في البداية سلوكًا مرنًا بلاستيكيًا نموذجيًا للمعادن. ومع ذلك، بمجرد وصول المادة إلى الإجهاد المارتنسيتي، سيتحول الأوستينيت إلى مارتنسيت ويتفكك. وكما تمت مناقشته سابقًا، فإن هذا التفكك قابل للعكس عند التحول مرة أخرى من مارتنسيت إلى أوستينيت. إذا تم تطبيق ضغوط كبيرة، فإن السلوك البلاستيكي مثل التفكك وانزلاق المارتنسيت سيبدأ في مواقع مثل حدود الحبوب أو الشوائب. [19] [20] إذا تم تفريغ المادة قبل حدوث التشوه البلاستيكي، فإنها ستعود إلى الأوستينيت بمجرد الوصول إلى إجهاد حرج للأوستينيت (σ as ). ستستعيد المادة كل الإجهاد تقريبًا الذي تم تحريضه من التغيير الهيكلي، وبالنسبة لبعض SMAs يمكن أن يكون هذا الإجهاد أكبر من 10 بالمائة. [21] [22] تُظهر حلقة الهستيريسيس هذه العمل المنجز لكل دورة من دورات المادة بين حالات التشوهات الصغيرة والكبيرة، وهو أمر مهم للعديد من التطبيقات.

رسم بياني للإجهاد ودرجة الحرارة لخطوط المارتنسيت والأوستينيت في سبيكة الذاكرة الشكلية.

في رسم بياني يوضح الإجهاد مقابل درجة الحرارة، تسير خطوط البداية والنهاية للأوستنيت والمارتنسيت بشكل متوازي. في الواقع، يمثل SME والمرونة الزائفة أجزاء مختلفة من نفس الظاهرة، كما هو موضح على اليسار.

إن مفتاح التشوهات الانفعالية الكبيرة هو الفرق في البنية البلورية بين المرحلتين. عادةً ما يكون للأوستنيت بنية مكعبة بينما يمكن أن يكون المارتنسيت أحادي الميل أو بنية أخرى مختلفة عن الطور الأم، وعادةً ما تكون ذات تناسق أقل. بالنسبة لمادة مارتنسيتية أحادية الميل مثل النيتينول، فإن الطور أحادي الميل له تناسق أقل وهو أمر مهم لأن بعض التوجهات البلورية ستستوعب إجهادات أعلى مقارنة بالتوجهات الأخرى عند التعرض لإجهاد مطبق. وبالتالي، يتبع ذلك أن المادة ستميل إلى تكوين توجهات تزيد من الإجهاد الكلي قبل أي زيادة في الإجهاد المطبق. [23] إحدى الآليات التي تساعد في هذه العملية هي توأمة طور المارتنسيت. في علم البلورات، تكون الحدود التوأمية عيبًا ثنائي الأبعاد حيث تنعكس تكديس المستويات الذرية للشبكة عبر مستوى الحدود. اعتمادًا على الإجهاد ودرجة الحرارة، ستتنافس عمليات التشوه هذه مع التشوه الدائم مثل الانزلاق.

تعتمد σms على معلمات مثل درجة الحرارة وعدد مواقع التبلور لتبلور الطور. ستوفر الواجهات والشوائب مواقع عامة لبدء التحويل، وإذا كانت هذه المواقع كبيرة العدد، فستزيد من القوة الدافعة للتبلور. [24] ستكون هناك حاجة إلى σms أصغر من تلك اللازمة للتبلور المتجانس. وبالمثل، فإن زيادة درجة الحرارة ستقلل من القوة الدافعة للتحول الطوري، لذا ستكون هناك حاجة إلى σms أكبر . يمكن للمرء أن يرى أنه مع زيادة درجة الحرارة التشغيلية لـ SMA، ستكون σms أكبر من قوة الخضوع، σy ، ولن تكون المرونة الفائقة قابلة للملاحظة بعد الآن.

تاريخ

تم اتخاذ الخطوات الأولى المبلغ عنها نحو اكتشاف تأثير الذاكرة الشكلية في ثلاثينيات القرن العشرين. وفقًا لأوتسوكا ووايمان، اكتشف أرن أولاندر السلوك شبه المرن لسبائك الذهب والكادميوم في عام 1932. لاحظ جرينينجر وموراديان (1938) تكوين واختفاء الطور المارتنسيتي عن طريق تقليل وزيادة درجة حرارة سبيكة النحاس والزنك. تم الإبلاغ على نطاق واسع عن الظاهرة الأساسية لتأثير الذاكرة التي يحكمها السلوك الحراري المرن للطور المارتنسيتي بعد عقد من الزمان بواسطة كوردجوموف وخاندروس (1949) وأيضًا بواسطة تشانج وريد (1951). [13]

تم تطوير سبائك النيكل والتيتانيوم لأول مرة في عامي 1962 و1963 بواسطة مختبر الذخائر البحرية للولايات المتحدة وتم تسويقها تحت الاسم التجاري نيتينول (اختصار لمختبرات الذخائر البحرية المصنوعة من النيكل والتيتانيوم). تم اكتشاف خصائصها المذهلة بالصدفة. تم تقديم عينة تم ثنيها عدة مرات في اجتماع إدارة المختبر. قرر أحد المديرين الفنيين المساعدين، الدكتور ديفيد س. موزي، أن يرى ماذا سيحدث إذا تعرضت العينة للحرارة وأمسك غليونه أخف تحتها. ولدهشة الجميع، عادت العينة إلى شكلها الأصلي. [25] [26]

هناك نوع آخر من المواد المغناطيسية المغناطيسية يسمى سبيكة الذاكرة الشكلية الحديدية (FSMA)، والتي تتغير شكلها تحت تأثير المجالات المغناطيسية القوية. وتحظى هذه المواد باهتمام خاص لأن الاستجابة المغناطيسية تميل إلى أن تكون أسرع وأكثر كفاءة من الاستجابات الناجمة عن درجة الحرارة.

لا تعد السبائك المعدنية هي المواد الوحيدة المستجيبة للحرارة؛ فقد تم أيضًا تطوير البوليمرات المتذكرة للشكل ، وأصبحت متاحة تجاريًا في أواخر التسعينيات.

البنية البلورية

تحتوي العديد من المعادن على عدة هياكل بلورية مختلفة بنفس التركيب، لكن معظم المعادن لا تظهر تأثير الذاكرة الشكلية هذا. الخاصية الخاصة التي تسمح للسبائك التي تتمتع بالذاكرة الشكلية بالعودة إلى شكلها الأصلي بعد التسخين هي أن تحولها البلوري قابل للعكس تمامًا. في معظم تحولات البلورات، تنتقل الذرات في البنية عبر المعدن عن طريق الانتشار، مما يغير التركيب محليًا، على الرغم من أن المعدن ككل مصنوع من نفس الذرات. لا يتضمن التحول القابل للعكس هذا الانتشار للذرات، بل تتحرك جميع الذرات في نفس الوقت لتكوين بنية جديدة، تمامًا كما يمكن صنع متوازي الأضلاع من مربع عن طريق الدفع على جانبين متقابلين. عند درجات حرارة مختلفة، يتم تفضيل هياكل مختلفة وعندما يتم تبريد البنية من خلال درجة حرارة الانتقال، تتشكل البنية المارتنسيتية من الطور الأوستنيتي.

تصنيع

تُصنع السبائك التي تحتفظ بالشكل عادةً عن طريق الصب، باستخدام الصهر بالقوس الفراغي أو الصهر بالحث. وتُستخدم هذه التقنيات المتخصصة للحفاظ على الشوائب في السبائك إلى الحد الأدنى وضمان خلط المعادن جيدًا. ثم يتم لف السبائك على الساخن إلى أقسام أطول ثم سحبها لتحويلها إلى سلك.

تعتمد الطريقة التي يتم بها "تدريب" السبائك على الخصائص المطلوبة. يحدد "التدريب" الشكل الذي ستتذكره السبائك عند تسخينها. يحدث هذا عن طريق تسخين السبائك بحيث يتم إعادة ترتيب الخلع إلى مواضع مستقرة، ولكن ليس ساخنًا جدًا بحيث تتبلور المادة مرة أخرى . يتم تسخينها إلى ما بين400 درجة مئوية و500 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة، وتشكيلها وهي ساخنة، ثم يتم تبريدها بسرعة عن طريق إخمادها في الماء أو عن طريق التبريد بالهواء.

ملكيات

تعتبر السبائك التي تعتمد على النحاس والتيتانيوم من المواد الهندسية. ويمكن تصنيع هذه التركيبات بأي شكل وحجم تقريبًا.

إن قوة خضوع السبائك التي تحتفظ بالشكل أقل من قوة خضوع الفولاذ التقليدي، ولكن بعض التركيبات تتمتع بقوة خضوع أعلى من البلاستيك أو الألومنيوم. يمكن أن يصل إجهاد الخضوع لـ Ni Ti إلى500  ميجا باسكال . إن التكلفة العالية للمعدن نفسه ومتطلبات المعالجة تجعل من الصعب والمكلف تنفيذ SMAs في التصميم. ونتيجة لذلك، تُستخدم هذه المواد في التطبيقات حيث يمكن استغلال خصائص المرونة الفائقة أو تأثير ذاكرة الشكل. التطبيق الأكثر شيوعًا هو التشغيل.

تتمثل إحدى مزايا استخدام السبائك التي تتمتع بالذاكرة الشكلية في ارتفاع مستوى الإجهاد البلاستيكي القابل للاسترداد والذي يمكن إحداثه. أقصى إجهاد قابل للاسترداد يمكن أن تتحمله هذه المواد دون حدوث ضرر دائم يصل إلى8% لبعض السبائك. وهذا يقارن بأقصى إجهاد0.5% للصلب التقليدي.

القيود العملية

تتمتع SMA بالعديد من المزايا مقارنة بالمحركات التقليدية، ولكنها تعاني من سلسلة من القيود التي قد تعيق التطبيق العملي. في العديد من الدراسات، تم التأكيد على أن القليل فقط من تطبيقات سبائك الذاكرة الشكلية الحاصلة على براءة اختراع ناجحة تجاريًا بسبب القيود المادية جنبًا إلى جنب مع نقص المعرفة بالمواد والتصميم والأدوات المرتبطة بها، مثل أساليب وتقنيات التصميم غير المناسبة المستخدمة. [27] تتمثل التحديات في تصميم تطبيقات SMA في التغلب على قيودها، والتي تشمل إجهادًا قابلاً للاستخدام صغيرًا نسبيًا، وتردد تشغيل منخفض، وقابلية تحكم منخفضة، ودقة منخفضة وكفاءة طاقة منخفضة. [28]

زمن الاستجابة وتناسق الاستجابة

يتم تشغيل محركات SMA عادةً كهربائيًا، حيث ينتج عن التيار الكهربائي تسخين جول . يحدث التعطيل عادةً عن طريق نقل الحرارة الحملية الحرة إلى البيئة المحيطة. وبالتالي، يكون تشغيل SMA غير متماثل عادةً، مع وقت تشغيل سريع نسبيًا ووقت تعطيل بطيء. تم اقتراح عدد من الطرق لتقليل وقت تعطيل SMA، بما في ذلك الحمل الحراري القسري، [29] وتأخير SMA بمادة موصلة من أجل التلاعب بمعدل نقل الحرارة.

تتضمن الطرق الجديدة لتعزيز جدوى محركات SMA استخدام "مادة عازلة " موصلة. تستخدم هذه الطريقة معجونًا حراريًا لنقل الحرارة بسرعة من SMA بالتوصيل. ثم تنتقل هذه الحرارة بسهولة أكبر إلى البيئة عن طريق الحمل الحراري حيث تكون الأقطار الخارجية (ومساحة نقل الحرارة) أكبر بكثير من السلك العاري. تؤدي هذه الطريقة إلى انخفاض كبير في وقت التعطيل ونمط تنشيط متماثل. نتيجة لمعدل نقل الحرارة المتزايد ، يزداد التيار المطلوب لتحقيق قوة تشغيل معينة. [30]

مقارنة استجابة القوة والزمن لسبائك الذاكرة الشكلية المصنوعة من النيكل والتيتانيوم العارية والمتأخرة. [31]

التعب الهيكلي والتعب الوظيفي

يخضع SMA للتعب البنيوي - وهو نمط فشل يؤدي فيه التحميل الدوري إلى بدء وانتشار الشق الذي يؤدي في النهاية إلى فقدان كارثي للوظيفة بسبب الكسر. والفيزياء وراء نمط التعب هذا هي تراكم الضرر البنيوي الدقيق أثناء التحميل الدوري. يُلاحظ نمط الفشل هذا في معظم المواد الهندسية، وليس فقط SMAs.

تخضع المواد الصلبة العازلة أيضًا للتعب الوظيفي، وهو نمط فشل غير نموذجي لمعظم المواد الهندسية، حيث لا تفشل المواد الصلبة العازلة هيكليًا ولكنها تفقد خصائص ذاكرة الشكل/المرونة الفائقة بمرور الوقت. نتيجة للتحميل الدوري (الميكانيكي والحراري)، تفقد المادة قدرتها على الخضوع لتحول طوري عكسي. على سبيل المثال، تقل الإزاحة العاملة في المحرك مع زيادة أرقام الدورات. الفيزياء وراء هذا هو التغيير التدريجي في البنية الدقيقة - وبشكل أكثر تحديدًا، تراكم خلع الانزلاق التكيفي . غالبًا ما يكون هذا مصحوبًا بتغيير كبير في درجات حرارة التحول. [32] قد يؤثر تصميم مشغلات المواد الصلبة العازلة أيضًا على التعب الهيكلي والوظيفي للمواد الصلبة العازلة، مثل تكوينات البكرة في نظام المواد الصلبة العازلة-البكرة. [33]

تشغيل غير مقصود

يتم تشغيل محركات SMA عادةً كهربائيًا عن طريق تسخين جول . إذا تم استخدام SMA في بيئة حيث تكون درجة الحرارة المحيطة غير خاضعة للتحكم، فقد يحدث تشغيل غير مقصود عن طريق التسخين المحيط.

التطبيقات

صناعي

الطائرات والمركبات الفضائية

قامت شركة بوينج ، ومحركات الطائرات جنرال إلكتريك ، وشركة جودريتش ، وناسا ، وجامعة تكساس إيه آند إم ، وشركة أول نيبون للطيران بتطوير محرك شيفرون ذي الهندسة المتغيرة باستخدام مركب NiTi SMA. سيسمح تصميم فوهة المروحة ذات المساحة المتغيرة (VAFN) بمحركات نفاثة أكثر هدوءًا وكفاءة في المستقبل. في عامي 2005 و2006، أجرت شركة بوينج اختبارات طيران ناجحة لهذه التقنية. [34]

يتم استكشاف SMAs كمثبطات اهتزاز لمركبات الإطلاق والمحركات النفاثة التجارية. تسمح الكمية الكبيرة من الهستيريسيس الملحوظة أثناء التأثير الفائق المرونة لـ SMAs بتبديد الطاقة وتخفيف الاهتزازات. تُظهر هذه المواد وعدًا بتقليل أحمال الاهتزاز العالية على الحمولات أثناء الإطلاق وكذلك على شفرات المروحة في المحركات النفاثة التجارية، مما يسمح بتصميمات أخف وزنًا وأكثر كفاءة. [35] تُظهر SMAs أيضًا إمكانات لتطبيقات الصدمات العالية الأخرى مثل المحامل الكروية ومعدات الهبوط. [36]

هناك أيضًا اهتمام قوي باستخدام SMAs لمجموعة متنوعة من تطبيقات المحرك في محركات الطائرات التجارية، مما يقلل بشكل كبير من وزنها ويعزز الكفاءة. [37] ومع ذلك، هناك حاجة إلى إجراء المزيد من الأبحاث في هذا المجال لزيادة درجات حرارة التحويل وتحسين الخصائص الميكانيكية لهذه المواد قبل أن يتم تنفيذها بنجاح. يقدم Ma et al. مراجعة للتطورات الأخيرة في سبائك الذاكرة الشكلية عالية الحرارة (HTSMAs) [21]

كما يتم استكشاف مجموعة متنوعة من تقنيات تحويل الأجنحة. [35]

السيارات

كان أول منتج كبير الحجم (> 5 ملايين مشغل/عام) عبارة عن صمام سيارات يستخدم للتحكم في المثانات الهوائية منخفضة الضغط في مقعد السيارة والتي تضبط محيط دعامة أسفل الظهر/المساند. كانت الفوائد الإجمالية لـ SMA مقارنة بالملفات اللولبية المستخدمة تقليديًا في هذا التطبيق (انخفاض الضوضاء/التوافق الكهرومغناطيسي/الوزن/عامل الشكل/استهلاك الطاقة) العامل الحاسم في قرار استبدال التكنولوجيا القياسية القديمة بـ SMA.

أصبحت سيارة شيفروليه كورفيت 2014 أول سيارة تستخدم محركات SMA، والتي حلت محل المحركات الآلية الأثقل وزناً لفتح وإغلاق فتحة التهوية التي تطلق الهواء من صندوق السيارة، مما يجعل إغلاقها أسهل. كما يتم استهداف مجموعة متنوعة من التطبيقات الأخرى، بما في ذلك المولدات الكهربائية لتوليد الكهرباء من حرارة العادم والسدود الهوائية عند الطلب لتحسين الديناميكية الهوائية بسرعات مختلفة.

الروبوتات

كانت هناك أيضًا دراسات محدودة حول استخدام هذه المواد في الروبوتات ، على سبيل المثال روبوت الهواة Stiquito (و"Roboterfrau Lara" [38] )، لأنها تجعل من الممكن إنشاء روبوتات خفيفة الوزن للغاية. مؤخرًا، قدم Loh et al. يدًا اصطناعية يمكنها تقريبًا تكرار حركات اليد البشرية [Loh2005]. كما يتم استكشاف تطبيقات محاكاة حيوية أخرى. نقاط الضعف في التكنولوجيا هي عدم كفاءة الطاقة، وأوقات الاستجابة البطيئة، والهستيريسيس الكبير .

الصمامات

تُستخدم صمامات SMA أيضًا لتشغيل الصمامات . [39] تتميز صمامات SMA بتصميمها المدمج بشكل خاص.

يد روبوتية معدلة وراثيا

هناك بعض النماذج الأولية لليد الآلية القائمة على SMA والتي تستخدم تأثير ذاكرة الشكل (SME) لتحريك الأصابع. [40]

الهياكل المدنية

تجد الأسلاك الموصلة بالألياف الزجاجية مجموعة متنوعة من التطبيقات في الهياكل المدنية مثل الجسور والمباني. في شكل قضبان أو ألواح، يمكن استخدامها لتقوية الخرسانة والهياكل الفولاذية ضد الانحناء والقص والزلازل. تطبيق آخر هو الخرسانة المسلحة الذكية (IRC)، والتي تتضمن أسلاك الأسلاك الموصلة بالألياف الزجاجية المضمنة داخل الخرسانة. يمكن لهذه الأسلاك استشعار الشقوق والانكماش لعلاج الشقوق الصغيرة الحجم. كما أن الضبط النشط للتردد الطبيعي للهيكل باستخدام أسلاك الأسلاك الموصلة بالألياف الزجاجية لتخفيف الاهتزازات أمر ممكن، فضلاً عن استخدام ألياف الأسلاك الموصلة بالألياف الزجاجية في الخرسانة. [41]

الأنابيب

كان أول تطبيق تجاري للمستهلك هو اقتران الذاكرة الشكلية للأنابيب، مثل خطوط أنابيب النفط، للتطبيقات الصناعية، وأنابيب المياه وأنواع مماثلة من الأنابيب للتطبيقات الاستهلاكية/التجارية.

الالكترونيات الاستهلاكية

كاميرات الهواتف الذكية

أطلقت العديد من شركات الهواتف الذكية هواتف محمولة مزودة بوحدات تثبيت الصورة البصرية (OIS) التي تتضمن محركات SMA، والتي تم تصنيعها بموجب ترخيص من Cambridge Mechatronics.

الدواء

تُستخدم سبائك الذاكرة الشكلية في الطب، على سبيل المثال ، كأجهزة تثبيت لعمليات قطع العظام في جراحة العظام ، وكمُحرك في الأدوات الجراحية؛ والإبر الجراحية القابلة للتوجيه النشط للتدخلات السرطانية الجلدية الأقل توغلاً في الإجراءات الجراحية مثل الخزعة والعلاج الإشعاعي الموضعي ، [42] في تقويم الأسنان لممارسة قوى تحريك الأسنان المستمرة على الأسنان، وفي تنظير الكبسولة يمكن استخدامها كمحفز لعمل الخزعة.

شهدت أواخر الثمانينيات من القرن العشرين طرح النيتينول تجاريًا كتكنولوجيا تمكينية في عدد من التطبيقات الطبية الوعائية الداخلية قليلة التوغل. وعلى الرغم من أنها أكثر تكلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ، فإن خصائص التمدد الذاتي لسبائك النيتينول المصنعة وفقًا لمبدأ استجابة درجة حرارة الجسم (BTR)، قدمت بديلاً جذابًا لأجهزة البالون القابلة للتمدد في عمليات الدعامات حيث تمنح القدرة على التكيف مع شكل أوعية دموية معينة عند تعرضها لدرجة حرارة الجسم. في المتوسط،50% من جميع الدعامات الوعائية الطرفية المتوفرة حاليًا في السوق العالمية يتم تصنيعها باستخدام النيتينول.

قياس البصر

تُسوَّق إطارات النظارات المصنوعة من سبائك الذاكرة التي تحتوي على التيتانيوم تحت العلامتين التجاريتين Flexon وTITANflex. وعادةً ما تُصنع هذه الإطارات من سبائك الذاكرة الشكلية التي يتم ضبط درجة حرارة انتقالها إلى ما دون درجة حرارة الغرفة المتوقعة. وهذا يسمح للإطارات بالخضوع لتشوهات كبيرة تحت الضغط، ولكنها تستعيد شكلها المقصود بمجرد تفريغ المعدن مرة أخرى. وترجع الضغوط المرنة الكبيرة جدًا إلى التأثير المارتنستي الناتج عن الضغط، حيث يمكن أن يتحول الهيكل البلوري تحت التحميل، مما يسمح للشكل بالتغير مؤقتًا تحت الحمل. وهذا يعني أن النظارات المصنوعة من سبائك الذاكرة الشكلية أكثر متانة ضد التلف العرضي.

جراحة العظام

تم استخدام المعدن الذاكري في جراحة العظام كجهاز تثبيت وضغط لعمليات قطع العظم ، وعادةً ما تكون هذه العمليات في الأطراف السفلية. يتم تخزين الجهاز، الذي يكون عادةً على شكل دباسة كبيرة، في الثلاجة في شكله القابل للطرق ويتم زرعه في ثقوب مثقوبة مسبقًا في العظم عبر قطع العظم. ومع ارتفاع درجة حرارة الدباسة، تعود إلى حالتها غير القابلة للطرق وتضغط على الأسطح العظمية معًا لتعزيز اتحاد العظام. [43]

طب الأسنان

لقد نما نطاق تطبيقات SMAs على مر السنين، وكان مجال التطوير الرئيسي هو طب الأسنان. أحد الأمثلة على ذلك انتشار تقويم الأسنان باستخدام تقنية SMA لممارسة قوى ثابتة لتحريك الأسنان على الأسنان؛ تم تطوير سلك قوس النيتينول في عام 1972 بواسطة أخصائي تقويم الأسنان جورج أندرياسن . [44] وقد أحدث هذا ثورة في تقويم الأسنان السريري. تتمتع سبيكة أندرياسن بذاكرة شكلية منقوشة، تتمدد وتتقلص ضمن نطاقات درجات حرارة معينة بسبب برمجتها الهندسية.

استخدم هارميت د. واليا لاحقًا السبائك في تصنيع ملفات قناة الجذر لطب الأسنان .

رعشة أساسية

تستخدم تقنيات الإلغاء النشط التقليدية لتقليل الرعشة أنظمة كهربائية أو هيدروليكية أو هوائية لتحريك جسم في الاتجاه المعاكس للاضطراب. ومع ذلك، فإن هذه الأنظمة محدودة بسبب البنية التحتية الكبيرة المطلوبة لإنتاج سعات كبيرة من الطاقة عند ترددات الرعشة البشرية. لقد أثبتت أجهزة SMA أنها طريقة فعالة للتشغيل في التطبيقات المحمولة باليد، وقد مكنت من ظهور فئة جديدة من أجهزة إلغاء الرعشة النشطة. [45] أحد الأمثلة الحديثة على مثل هذا الجهاز هو ملعقة Liftware ، التي طورتها شركة Lift Labs التابعة لشركة Verily Life Sciences .

المحركات

تم تطوير محركات حرارية تجريبية ذات حالة صلبة، تعمل من خلال اختلافات صغيرة نسبيًا في درجات الحرارة بين خزانات الماء البارد والساخن، منذ سبعينيات القرن العشرين، بما في ذلك محرك بنكس، الذي طورته شركة ريدجواي بنكس .

الحرف اليدوية

تباع بأطوال دائرية صغيرة لاستخدامها في الأساور الخالية من التثبيت.

التدفئة والتبريد

قام علماء ألمان في جامعة سارلاند بإنتاج نموذج أولي لآلة تنقل الحرارة باستخدام سلك من سبيكة النيكل والتيتانيوم ("نيتينول") ملفوف حول أسطوانة دوارة. عندما تدور الأسطوانة، يتم امتصاص الحرارة على جانب واحد وإطلاقها على الجانب الآخر، حيث يتغير السلك من حالته "الفائقة المرونة" إلى حالته غير المحملة. وفقًا لمقال نشرته جامعة سارلاند عام 2019، يبدو أن الكفاءة التي يتم بها نقل الحرارة أعلى من كفاءة مضخة الحرارة أو مكيف الهواء النموذجي. [46]

تستخدم جميع مكيفات الهواء ومضخات الحرارة المستخدمة اليوم تقريبًا ضغط البخار للمبردات . ومع مرور الوقت، تتسرب بعض المبردات المستخدمة في هذه الأنظمة إلى الغلاف الجوي وتساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي . وإذا أثبتت التكنولوجيا الجديدة، التي لا تستخدم أي مبردات، فعاليتها الاقتصادية والعملية، فقد تقدم تقدمًا كبيرًا في الجهود المبذولة للحد من تغير المناخ. [ بحاجة لمصدر ]

أنظمة التثبيت

تُستخدم سبائك الذاكرة الشكلية (SMAs)، مثل النيكل والتيتانيوم (نيتينول) ، في أنظمة التثبيت بسبب سلوكها الفريد المستجيب للحرارة. [47] تُستخدم المشابك المصنوعة من سبائك الذاكرة الشكلية في جراحة الوجه والفكين لعلاج كسور الفك السفلي . [48]

مواد

تظهر مجموعة متنوعة من السبائك تأثير ذاكرة الشكل. يمكن تعديل مكونات السبائك للتحكم في درجات حرارة تحويل SMA. تتضمن بعض الأنظمة الشائعة ما يلي (ليست قائمة شاملة بأي حال من الأحوال):

  • Ag-Cd 44/49 بنسبة % Cd
  • Au-Cd 46.5/50 بنسبة % Cd
  • Co-Ni-Al [49]
  • كو-ني-جا
  • Cu-Al-Be-X(X:Zr, B, Cr, Gd)
  • النحاس-النيكل 14/14.5 بالوزن% Al، 3/4.5 بالوزن% Ni
  • نحاس-أليوم-نيكل-هايدروجين
  • Cu-Sn حوالي 15% من Sn
  • نحاس-زنك 38.5/41.5% وزناً من الزنك
  • Cu-Zn-X (X = Si، Al، Sn)
  • الحديد-المنجنيز-السيليكون
  • Fe-Pt حوالي 25% من البلاتين
  • منغنيز-نحاس 5/35 بتركيز % نحاس
  • النيكل والحديد والغا
  • Ni-Ti بنسبة تقريبية 55-60% من وزن النيكل
  • النيكل والتيتانيوم والهايدروفيوم
  • النيكل والتيتانيوم والبلاديوم
  • النيكل والمنجنيز والغاليوم [50]
  • النيكل والمنجنيز والغاليوم والنحاس
  • النيكل والمنجنيز والغاليوم والكوبالت
  • تيتانيوم-نيب

مراجع

  1. ^ Wilkes, Kenneth E.; Liaw, Peter K.; Wilkes, Kenneth E. (أكتوبر 2000). "سلوك التعب لسبائك الذاكرة الشكلية". JOM . 52 (10): 45–51. Bibcode :2000JOM....52j..45W. doi :10.1007/s11837-000-0083-3. S2CID  137826371.
  2. ^ Cederström, J.; Van Humbeeck, J. (فبراير 1995). "العلاقة بين خصائص المواد ذات الذاكرة الشكلية والتطبيقات". Le Journal de Physique IV . 05 (C2): C2-335–C2-341. doi : 10.1051/jp4:1995251 .
  3. ^ هودجسون، داريل إي.؛ وو، مينج إتش.؛ بيرمان، روبرت جيه. (1990). "سبائك الذاكرة الشكلية". الخصائص والاختيار: السبائك غير الحديدية والمواد ذات الأغراض الخاصة . ص 897-902. doi :10.31399/asm.hb.v02.a0001100. ISBN 978-1-62708-162-7.
  4. ^ هوانج، دبليو. (فبراير 2002). "حول اختيار سبائك الذاكرة الشكلية للمحركات". المواد والتصميم . 23 (1): 11-19. doi :10.1016/S0261-3069(01)00039-5.
  5. ^ Sun, L.; Huang, WM (21 May 2010). "طبيعة التحول متعدد المراحل في سبائك الذاكرة الشكلية عند التسخين". علم المعادن والمعالجة الحرارية . 51 (11–12): 573–578. Bibcode :2009MSHT...51..573S. doi :10.1007/s11041-010-9213-x. S2CID  135892973.
  6. ^ Mihálcz, István (2001). "الخصائص الأساسية وطريقة التصميم لسبائك الذاكرة الشكلية من النيكل والتيتانيوم". مجلة الهندسة الميكانيكية البوليتكنيكية . 45 (1): 75-86.
  7. ^ وو، س؛ وايمان، س (1987). "التحولات المارتنسيتية وتأثير الذاكرة الشكلية في سبائك Ti50Ni10Au40 وTi50Au50". علم المعادن . 20 (3): 359. doi :10.1016/0026-0800(87)90045-0.
  8. ^ فيليب، بيتر؛ مازانيك، كارل (مايو 1995). "تأثير التصلب بالعمل والمعالجة الحرارية على البنية التحتية وسلوك التشوه لسبائك ذاكرة الشكل TiNi". Scripta Metallurgica et Materialia . 32 (9): 1375–1380. doi :10.1016/0956-716X(95)00174-T.
  9. ^ قادر، ابراهيم ناظم؛ كوك، مديحة؛ داغديلين، فتحي؛ أيدوغو، يلدريم (2019-09-30). ""مراجعة للمواد الذكية: أبحاث وتطبيقات"". El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi . دوى : 10.31202/ecjse.562177 . ISSN  2148-3736.
  10. ^ كورتني، توماس هـ. (2000). السلوك الميكانيكي للمواد (الطبعة الثانية). بوسطن: ماكجرو هيل. ISBN 0070285942. OCLC  41932585.
  11. ^ Otsuka, K.; Ren, X. (يوليو 2005). "الفيزياء المعدنية لسبائك الذاكرة الشكلية القائمة على Ti–Ni". التقدم في علوم المواد . 50 (5): 511–678. doi :10.1016/j.pmatsci.2004.10.001. ISSN  0079-6425.
  12. ^ "تعريف سبيكة ذاكرة الشكل". smart.tamu.edu . مؤرشف من الأصل في 2018-10-01 . تم الاسترجاع في 2019-05-24 .
  13. ^ ab K. Otsuka; CM Wayman, eds. (1999). Shape Memory Materials (PDF) . Cambridge University Press. ISBN 0-521-66384-9.[ الصفحة المطلوبة ]
  14. ^ Duerig, TW; Pelton, AR (1994). "سبائك ذاكرة الشكل من التيتانيوم والنيكل". في Gerhard Welsch; Rodney Boyer; EW Collings (المحررون). دليل خصائص المواد: سبائك التيتانيوم . الجمعية الأمريكية للمعادن. ص 1035-1048. ISBN 0-87170-481-1.
  15. ^ سبائك الذاكرة الشكلية: النمذجة والتطبيقات الهندسية. ديميتريس سي لاجوداس. نيويورك: سبرينغر. 2008. ISBN 978-0-387-47685-8. OCLC  272298744.{{cite book}}:CS1 maint: آخرون ( الرابط )
  16. ^ Shape Memory Alloy Shape Training Tutorial. (PDF) . تم الاسترجاع في 2011-12-04.
  17. ^ كازوهيرو أوتسوكا؛ رين، شياوبينغ (1997). "أصل السلوك الشبيه بالمطاط في السبائك المعدنية". نيتشر . 389 (6651): 579-582. رمز Bibcode :1997Natur.389..579R. doi :10.1038/39277. ISSN  1476-4687. S2CID  4395776.
  18. ^ Qian, Hui; Li, Hongnan; Song, Gangbing; Guo, Wei (2013). "Recentering Shape Memory Alloy Passive Damper for Structural Vibration Control". Mathematical Problems in Engineering . 2013 : 1–13. doi : 10.1155/2013/963530 . ISSN  1024-123X.
  19. ^ Shaw, J.; Kyriakides, S. (1995). "Thermomechanical aspects of NiTi". مجلة ميكانيكا وفيزياء المواد الصلبة . 43 (8): 1243–1281. Bibcode :1995JMPSo..43.1243S. doi :10.1016/0022-5096(95)00024-D.
  20. ^ تشودري، بيياس؛ سيهيتوغلو، حسين (2017). "إعادة النظر في الأساس الذري لسبائك الذاكرة الانزلاقية الشكلية". التقدم في علوم المواد . 85 : 1-42. doi : 10.1016/j.pmatsci.2016.10.002 . ISSN  0079-6425.
  21. ^ ab Ma, J.; Karaman, I.; Noebe, RD (2010). "سبائك الذاكرة الشكلية عالية الحرارة". مراجعات المواد الدولية . 55 (5): 257. Bibcode :2010IMRv...55..257M. doi :10.1179/095066010x12646898728363. S2CID  218662109.
  22. ^ تاناكا، ي.؛ هيمورو، ي.؛ كينوما، ر.؛ سوتو، ي.؛ أوموري، ت.؛ إيشيدا، ك. (2010-03-18). "سبائك ذاكرة الشكل متعددة البلورات الحديدية تظهر مرونة فائقة هائلة". ساينس . 327 (5972): 1488–1490. رمز Bibcode :2010Sci...327.1488T. doi :10.1126/science.1183169. ISSN  0036-8075. PMID  20299589. S2CID  9536512.
  23. ^ فرانكل، دانا جيه؛ أولسون، جريجوري بي. (2015). "تصميم مركبات جزيئية قاعدية معززة بترسيب هيوسلر من النيكل والتيتانيوم والبلايستاتين والتيتانيوم من أجل الأداء الدوري". ذاكرة الشكل والمرونة الفائقة . 1 (2): 162-179. رمز Bibcode : 2015ShMeS...1...17F. doi : 10.1007/s40830-015-0017-0 . ISSN  2199-384X.
  24. ^ سان خوان، جيه؛ نو، إم إل (2013). "المرونة الفائقة وذاكرة الشكل على مقياس النانو: تأثيرات الحجم على التحول المارتنسيتي". مجلة السبائك والمركبات . 577 : S25–S29. doi :10.1016/j.jallcom.2011.10.110.
  25. ^ كوفمان وجورج وإسحاق مايو (أكتوبر 1993). "معدن الذاكرة" (PDF) . المسائل الكيميائية : 4-7.
  26. ^ التاريخ الشفوي بقلم ويليام جيه بوهلر محفوظ في 2016-03-03 على موقع واي باك مشين . wolaa.org.
  27. ^ M. Jani, J.; Leary, M.; Subic, A. (2016). "تصميم المحركات الخطية من سبيكة الذاكرة الشكلية: مراجعة". مجلة أنظمة وهياكل المواد الذكية . 28 (13): 1699. doi :10.1177/1045389X16679296. S2CID  138509568.
  28. ^ M. Jani, J.; Leary, M.; Subic, A.; Gibson, Mark A. (2014). "مراجعة أبحاث السبائك ذات الذاكرة الشكلية والتطبيقات والفرص". المواد والتصميم . 56 (5): 1078–1113. doi :10.1016/j.matdes.2013.11.084.
  29. ^ لارا كوينتانيلا، أ.؛ هولسكامب، أ.و؛ بيرسي، أ. (أكتوبر 2013). "محرك سبائك الذاكرة الشكلية عالي السرعة للتحكم في الحمل الديناميكي الهوائي على توربينات الرياح". مجلة أنظمة وهياكل المواد الذكية . 24 (15): 1834-1845. doi :10.1177/1045389X13478271. S2CID  110098888.
  30. ^ هوانج، س؛ ليري، مارتن؛ أتالا، تامر؛ بروبست، ك؛ سوبيك، أ (2012). "تحسين زمن استجابة سبيكة الذاكرة الشكلية من النيكل والتيتانيوم من خلال تحليل انتقال الحرارة العابر". المواد والتصميم . 35 : 655-663. doi :10.1016/j.matdes.2011.09.043.
  31. ^ Leary, M; Schiavone, F; Subic, A (2010). "Lagging for control of shape memory Alloy actuator response time". المواد والتصميم . 31 (4): 2124–2128. doi :10.1016/j.matdes.2009.10.010.
  32. ^ ميازاكي، س.؛ كيم، إتش واي؛ هوسودا، إتش. (2006). "تطوير وتوصيف ذاكرة الشكل القاعدية التيتانيوم الخالية من النيكل والسبائك فائقة المرونة". علوم وهندسة المواد: أ . 438-440: 18-24. doi :10.1016/j.msea.2006.02.054.
  33. ^ M. Jani, J.; Leary, M.; Subic, A. (2016). "تعب نظام البكرة SMA المصنوع من النيكل والتيتانيوم باستخدام Taguchi وANOVA". Smart Materials and Structures . 25 (5): 057001. Bibcode :2016SMaS...25e7001M. doi :10.1088/0964-1726/25/5/057001. S2CID  138542543.
  34. ^ مابي، جيه إتش؛ كالكينز، إف تي؛ ألكيسلار، إم بي (2008). "فوهة نفاثة ذات مساحة متغيرة باستخدام محركات سبائك الذاكرة الشكلية في تصميم مضاد". في ديفيس، إل بورتر؛ هندرسون، بنجامين كيه؛ ماكمايكل، إم بريت (المحررون). التطبيقات الصناعية والتجارية لتقنيات الهياكل الذكية 2008. المجلد 6930. ص 69300 ت. doi :10.1117/12.776816. S2CID  111594060.
  35. ^ ab Lagoudas, DC; Hartl, DJ (2007). "Aerospace applications of shape memory Alloys". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering . 221 (4): 535. doi : 10.1243/09544100jaero211 .
  36. ^ ديلا كورتي، سي. (2014) مواد فائقة المرونة جديدة لتطبيقات المحامل المتقدمة.
  37. ^ Webster, J. (2006). "High integrity adaptive SMA components for gas turbine applications". في White, Edward V (محرر). Smart Structures and Materials 2006: Industrial and Commercial Applications of Smart Structures Technologies . المجلد 6171. ص 61710F. doi :10.1117/12.669027. S2CID  108583552.
  38. ^ مشروع لارا – G1 وG2. Lararobot.de. تم الاسترجاع في 2011-12-04.
  39. ^ "الصمامات فائقة الصغر: محركات ذاكرة الشكل - صناعة الرعاية الصحية". 24 مارس 2021.
  40. ^ Duerig, TW; Melton, KN; Proft, JL (1990), "Wide Hysteresis Shape Memory Alloys", Engineering Aspects of Shape Memory Alloys , Elsevier, ص. 130–136, doi :10.1016/b978-0-7506-1009-4.50015-9, ISBN 9780750610094
  41. ^ سونغ، جي؛ ما، إن؛ لي، إتش إن (2006). "تطبيقات السبائك ذات الذاكرة الشكلية في الهياكل المدنية". الهياكل الهندسية . 28 (9): 1266. رمز Bibcode :2006EngSt..28.1266S. doi :10.1016/j.engstruct.2005.12.010.
  42. ^ كريمي، سعيد؛ كون، بارديا (2019). "إبرة جراحية نشطة قابلة للتوجيه ثلاثية الأبعاد". مؤتمر تصميم الأجهزة الطبية 2019. doi : 10.1115/DMD2019-3307. ISBN 978-0-7918-4103-7. S2CID  200136206.
  43. ^ Mereau, Trinity M.; Ford, Timothy C. (مارس 2006). "دبابيس ضغط نيتينول لتثبيت العظام في جراحة القدم". مجلة الجمعية الطبية الأمريكية لطب القدم . 96 (2): 102–106. doi :10.7547/0960102. PMID  16546946. S2CID  29604863.
  44. ^ نعي الدكتور أندرياسن. نيويورك تايمز (15 أغسطس 1989). تم استرجاعه في عام 2016.
  45. ^ باثاك، أنوبام (2010). تطوير تقنية تشغيل SMA المضادة لإلغاء الرعشة البشرية بشكل نشط (أطروحة). hdl :2027.42/76010.
  46. ^ جامعة سارلاند (13 مارس 2019). "فريق بحثي يستخدم عضلات اصطناعية لتطوير مكيف هواء للمستقبل". phys.org .
  47. ^ "NT0404 Nitinol Spring (Nickel Titanium)". Advanced Refractory Metals . تم الاسترجاع في 7 سبتمبر 2024 .
  48. ^ Drugacz, J; Lekston, Z (1995). "استخدام المشابك ذات الذاكرة الشكلية المصنوعة من مادة TiNiCo في العلاج الجراحي لكسور الفك السفلي ". J Oral Mazillofac Surg . 53 (6): 665–71. doi :10.1016/0278-2391(95)90166-3. PMID  7776049.
  49. ^ Dilibal, S.; Sehitoglu, H.; Hamilton, RF; Maier, HJ; Chumlyakov, Y. (2011). "حول التغير في الحجم في Co–Ni–Al أثناء المرونة الزائفة" (PDF) . علوم وهندسة المواد: أ . 528 (6): 2875. doi :10.1016/j.msea.2010.12.056.
  50. ^ هاملتون، آر إف؛ ديليبال، إس؛ سيهيتوغلو، إتش؛ ماير، إتش جيه (2011). "الآلية الأساسية للتفاعل الهستيري المزدوج في بلورات النيكل والمنغنيز والغالون المفردة". علوم وهندسة المواد: أ . 528 (3): 1877. doi :10.1016/j.msea.2010.10.042.

الوسائط المتعلقة بمواد الذاكرة الشكلية في ويكيميديا ​​كومنز

فيريتاسيوم - كيف أعادت ناسا اختراع العجلة

تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=سبائك_ذاكرة_الشكل&oldid=1244489948"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate