1. LENR.SU - форум для обмена опытом по постройке устройств Свободной Энергии, поиск единомышленников. Cold Fusion, Холодный Ядерный Синтез - описание экспериментов и полученных результатов. ХЯС, LENR, НЭЯР, Low Energy Nuclear Reaction. Шаровая молния, опыты с плазмой, плазменное горение. ВД 2 рода, устройства безопорной тяги, антигравитация, Эфир и теории эфира, критика Теории Относительности. Мировой заговор, запрещенные технологии, сокрытие тайны свободной энергии, Омерта.
  1. M-Serge

    M-Serge Well-Known Member

    Всё о нитиноле и его применении

    https://en.wikipedia.org/wiki/Nickel_titanium
    https://ru.wikipedia.org/wiki/Нитинол
    Нитинол (англ. nitinol, никелид титана, название произошло от англ. nickel — никель, англ. titanium — титан, англ. Naval ordnance laboratory, сокр. NOL — Лаборатория морской артиллерии США (англ.)) — интерметаллид, соединение титана и никеля, в процентном соотношении 45 %(титан) — 55 %(никель) и с равным количеством атомов каждого вещества. Название получил из сочетания формулы (NiTi) и сокращения названия места где был разработан (Naval Ordnance Laboratory→NOL) . Необычно то, что данное соединение обладает свойством памяти формы. Если деталь сложной формы подвергнуть нагреву до красного каления, то она запомнит эту форму. После остывания до комнатной температуры деталь можно деформировать, но при нагреве выше 40 °C она восстановит первоначальную форму. Такое поведение связано с тем, что, фактически, этот материал является интерметаллидом, а не классическим сплавом, и свойства исходных материалов (Ni, Ti) практически в нем не выражены. Уникальным его делает свойство, благодаря которому при закалке взаимное расположение атомов упорядочивается, что приводит к запоминанию формы.

    n1.png n2.jpg

    Сплав титана и никеля практически в равных пропорциях (45% и 55%) принято называть нитинолом или никелидом титана. Данному сплаву присущи такие свойства, как память первоначальной формы и сверхупругость.
    Эффект памяти первоначальной формы нитинола выражается в способности при повышении температуры воздействия до порога фазового превращения восстанавливать деформированный профиль в исходное состояние, которое было придано нитинолу при определенной температуре.
    Сверхупругость проявляется во время перехода при нагревании из одного структурного внутреннего состояния в другое. При достижении значения фазового превращения сплав как пружина принимает первоначальный вид.
    Нитинол свое название получил путем сложения названий материалов (Ni – никель и Ti – титан) и лаборатории, где он был впервые получен (nol — Naval Ordnance Laboratory). Это произошло это в 1959 году.

    Физические свойства нитинола:
    • плотность нитинола – 6450 кг/м3;
    • плавление при температуре – 1300°С;
    • расширение при нагревании – 6,6·10-6;
    • тепловая проводимость – 18 Вт/м·град.;
    • упругость (модуль) – 40000 Па;
    • сверхупругость – выше стали в 20 раз;
    • сопротивление электротехническое – 76 Ом;
    • пластичность – высокая.
    • высокая коррозионностойкость;
    • высокая прочность;
    • запоминание исходного состояния;
    • восстановление до исходного состояния до 1 000 000 раз;
    • гашение вибраций;
    • допустимая деформация – 8%;
    • допустимое растяжение – до 12%;
    • внутреннее напряжение при восстановлении – 800 МПа;
    • предел прочности– 1000 МПа;
    • демпфирование – выше чугуна.
    Из-за своих свойств нитинол плохо обрабатывается в холодном состоянии. Высокое значение упругости увеличивает силу трения и вызывает повышенный износ при контакте сплава с валами прокатных станов или штампов. При обработке резанием требуются высокотвердые материалы. Низкая теплопроводность препятствует отводу тепла от заготовки.
    Сплав нитинол хорошо поддается обработке абразивными материалами – шлифованием, а также электроэрозионной и термической обработке. Резка из листового материала производится абразивным или лазерным способом.
    К термической обработке предъявляются особые требования по причине того, что за счет нее производится регулирование температурного диапазона внутренних фазовых изменений. За образование обогащенных никелем фаз отвечает температура и продолжительность выдержки. При снижении количества молекул никеля в матрице повышается температурный предел фазовых изменений.
    Способы придания соответствующих качеств нитинолу сочетают в себе холодную и термическую виды обработки. Этим же способом производится регулирование основных свойств нитинола.

    Характеристика основного назначения нитинола (восстановление первоначальной формы) подразделяется на следующие типы:
    • Свободное восстановление. Измененная форма при низкой температуре восстанавливается при нагревании.
    • Принудительное восстановление. Процессы, протекающие внутри сплава аналогичны первому типу, но восстановление происходит при его умышленном подавлении. При этом возникают значительные внутренние напряжения.
    • Пружинные. При восстановлении изделия из нитинола происходит динамическое перемещение им другого предмета.
    Производство нитинола осложнено тем, что трудно выдержать необходимые пропорции материалов, а при плавлении титан легко взаимодействует с кислородом, углеродом и азотом. При взаимодействии молекулы титана покидают кристаллическую решетку, и снижается температурный предел фазовых изменений.

    Для производства нитинола в настоящих условиях широко используются такие методы плавления как:
    • вакуумно-дуговой;
    • вакуумно-индукционный.
    Плавка вакуумно-дуговым методом осуществляется в среде вакуума, за счет образования дуги при пропускании электрического тока через сырье и плиту. Тигелем служит медная форма, оснащенная водяным охлаждением, которая препятствует проникновению сторонних элементов в расплав.
    Плавка вакуумно-индукционным методом осуществляется за счет изменения (индукции) электрических полей, при этом происходит нагрев сырья. Процесс протекает под вакуумом. Тигель для данного плавления изготавливается из чистого углерода, поэтому в сплаве содержание углерода повышено.
    В лабораторных условиях не доказано преимущество одного метода плавки над другим.

    Также применяются и другие методы плавки:
    • плазменно-дуговая;
    • электронно-лучевая;
    • гарнисажная индукционная;
    • термо-вакуумическое осаждение.
    Эффект памяти
    Эффект памяти формы нитинола стал возможен благодаря изменению кристаллической решетки во время полиморфного превращения из фазы аустенита в фазу мартенсита.

    n-3.jpg

    Нагретый сплав имеет исходную фазу – аустенит. При понижении температуры сплава исходная фаза самопроизвольно переходит в дочернюю фазу – мартенсит. Процесс обратимый, поэтому при нагревании холодного нитинола фазовое превращение протекает в обратной последовательности. К тому же скорость превращения занимает доли секунды.
    Температурные интервалы между началом и концом фазовых изменений выражены точками Ан, Ак для аустенита и Мн, Мк для мартенсита. Температурный диапазон составляет порядка 30°С.

    n-5.jpg

    Обладают эффектом памяти формы и другие сплавы, созданные на основе нитинола. При введении в него химических элементов как Fe, Mn, Cr, V, Ko температурный диапазон мартенситного превращения опускается до значения -190°С. Напротив Zn, No, Ta увеличивают данное значение почти до 100°С.

    Применение

    Благодаря своим уникальным качествам нитинол получил практическое применение во многих сферах нашей жизни:
    • Космическая и авиационная отрасли:
      1. антенны для искусственных спутников;
      2. плотные соединения (муфты), работающие в вакууме при низких температурах;
    • соединения авиационных элементов;
    • Системы безопасности:
      1. предохранители;
      2. тепловые датчики пожарной сигнализации;
    • автоматическое открывание рам для теплиц;
    1. регулятор температуры;
    2. бойлеры;
    • Роботизация (5 степеней подвижности одного узла);
    • Автомобильная отрасль:
      1. датчик температуры охлаждающей жидкости;
      2. включение противотуманок;
    • Нефтедобывающая отрасль (автоматизированное управление);
    • Медицина:
      1. сетки;
      2. нити;
    • костные импланты;
    1. штифты;
    2. фиксаторы;
    3. приспособления для реабилитации;
    • Мода;
    • Ювелирные украшения.
    Самописцы в качестве привода используют нитинол. При подаче напряжения, когда изменяются контролируемые параметры, нитиноловая проволока нагревается. Происходит изменение длины проволоки, и перо с чернилами перемещается по диаграмме.
     
    Последнее редактирование: 5 сен 2019
  2. M-Serge

    M-Serge Well-Known Member

    Сплавы с памятью формы в медицине


    Нитинол - металлические мышцы с памятью формы
     
  3. M-Serge

    M-Serge Well-Known Member

    Проект "Нитиноловый двигатель"


    Nitinol Engine


     

Поделиться этой страницей