Stop niklu i tytanu to wyjątkowa substancja o niezwykłych właściwościach. Może zmieniać kształt, gdy się nagrzeje, a gdy ostygnie, powraca do pierwotnego kształtu. To tworzy wiele unikalności, tak interesujących i podobnych pod względem własnych szczególnych cech, że jest stosowany w różnych gałęziach przemysłu.
Cechy szczególne chłodnego materiału
Stop niklowo-tytanowy, popularnie znany jako Nitinol, to stop zawierający dwa metale, mianowicie nikiel i tytan. Metale te są ze sobą łączone, tworząc niesamowicie mocny, ale niezwykle plastyczny materiał; Oznacza to, że może się wyginać i odkształcać bez pękania. Ponadto waży bardzo mało, co jest jednym z powodów, dla których jest dobrym wyborem do tak wielu zastosowań. Nikiel-stop tytanu jest idealnym materiałem na zabawki i narzędzia, które muszą być wytrzymałe i lekkie.
Czym jest pamięć kształtu i supersprężystość?
Jedną z najbardziej niesamowitych cech stopu niklowo-tytanowego jest to, co nazywamy pamięcią kształtu. Ta właściwość oznacza, że materiał może „pamiętać” swój pierwotny kształt. Można go wyginać lub deformować, ale po podgrzaniu powraca do pierwotnej formy. Wyobraź sobie wyginanie kawałka nitinolu w zabawny kształt — powiedzmy, spiralę — i podgrzewanie go. Po podgrzaniu powróci do pierwotnego, prostego kształtu. Ta wyjątkowa zdolność jest w rzeczywistości przydatna do tworzenia elementów biżuterii lub innych artefaktów, takich jak oprawki okularów. Mogą się one wyginać i dopasowywać do twarzy, ale po zakończeniu powracają do pierwotnego kształtu.
Kolejny niezwykły argument za tytanem stop niklu jest jego superelastycznością. Oznacza to, że materiał jest bardzo ciągliwy i podatny na odkształcenia, nie pęka ani nie łamie się łatwo. Na przykład, jeśli rozciągniesz Nitinol, staje się on amorficzny, ale powraca do swojego poprzedniego kształtu. Jest również niezwykle wytrzymały i może absorbować dużo energii bez deformacji, dzięki czemu nadaje się do zastosowań, w których występuje duże naprężenie lub ciśnienie. W praktycznych dziedzinach, w których bezpieczeństwo i niezawodność mają znaczenie, jest to bardzo ważne.
Zastosowania w medycynie i lotnictwie
Większość zastosowań stopu niklowo-tytanowego wynika z jego unikalnych właściwości. W medycynie jest on stosowany do takich rzeczy jak stenty. Stenty to maleńkie rurki, które lekarze umieszczają w naczyniach krwionośnych, aby zapobiec ich zamykaniu się i wspomóc przepływ krwi. Stent można ścisnąć do mniejszego rozmiaru w celu wprowadzenia do ciała, a dzięki pamięci kształtu nitinolu rozszerza się do pierwotnego rozmiaru po włożeniu na miejsce. Po włożeniu rozszerza się do pierwotnego kształtu, pomagając utrzymać naczynie krwionośne otwarte.
Stop niklowo-tytanowy jest również bardzo korzystny w przemyśle lotniczym. Jest używany do produkcji łopatek silników odrzutowych i podwozi. Superelastyczność i lekka konstrukcja nitinolu są idealne do tych zastosowań, w których najważniejsza jest ekstremalna wytrzymałość i elastyczność. Części, które mogą wytrzymać duże obciążenia, ale są wystarczająco lekkie, aby zwiększyć wydajność paliwową, są kluczowe dla przemysłu lotniczego, na przykład.
Zalety i wady stopu niklowo-tytanowego
Stop niklowo-tytanowy ma wiele zalet do wykorzystania w różnych dziedzinach. Jest to wspaniały materiał o unikalnych właściwościach, które czynią go odpowiednim do wielu zastosowań. Istnieją jednak pewne pułapki związane z jego stosowaniem. Na przykład ze względu na wysoki koszt produkcji nitinolu, związek ten może nie być szeroko stosowany w niektórych branżach, w których koszt może być czynnikiem wpływającym. Jego właściwość pamięci kształtu utrudnia również pracę z nim. Dla producentów kształtowanie produktów w trakcie procesu produkcyjnego podczas tworzenia zasobów z tego materiału może być wyzwaniem, co może powodować problemy.
Nowe pomysły i technologie
Mimo tych niedociągnięć naukowcy i inżynierowie nieustannie poszukują nowych, ciekawych zastosowań dla tytanu metale stopowe niklu. W rezultacie prowadzą badania w terenie, badając, w jaki sposób Nitinol może być wykorzystany w technologii druku 3D. Umożliwi to nowe typy złożonych kształtów i struktur, które po prostu nie były możliwe wcześniej. Podobnie, rozwój nauki o materiałach przynosi nowe członkostwo stopów niklowo-tytanowych, które wykazują lepsze właściwości niż ich poprzednicy.
