انواع آلیاژ حافظه دار و کاربرد آنها

<p>آلیاژ حافظه دار ماده ای که می تواند تغییر شکل بدهد اما اگر در معرض یک محرک مانند حرارت قرار بگیرد به شکل اولیه خود باز می گردد. تغییر شکل دادن و بازگشت به شکل اولیه را خاصیت حافظه دار بودن می نامند. به عبارت دیگر شکل اولیه ماده در حافظه ی آن باقی می ماند و اگر تغییر شکل هم بدهد باز به همان شکل اولیه بر می گردد. این ویژگی کاربردهای بسیار زیادی در صنایع مختلف به ویژه در صنعت پزشکی و هوافضا دارد. امروزه آلیاژهای مختلفی کشف شده اند که خاصیت حافظه دار بودن را دارا هستند ولی یکی از شناخته شده ترین آن ها نیتینول (Nitinol) است.&nbsp;</p>

<p>آلیاژهای حافظه دار (Shape Memory Alloys) یا SMA ها در اثر وارد شدن یک نیروی محرک بیرونی تغییر شکل می دهند اما پس از برداشته شدن محرک مجددا به شکل اولیه خود بر می گردند.&nbsp; به عبارت ساده&zwnj;تر یک ماده در یک حالت پایدار قرار دارد و اگر دچار تغییرشکل شود در یک بازه ی دمایی مشخص یا در اثر یک محرک تنشی می تواند دوباره به شکل اولیه خود بازگردد. از این ویژگی به حافظه دار بودن تعبیر شده است.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="shape memory alloy Nitinol.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1645012422745.jpg" alt="shape memory alloy Nitinol" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۱- نمونه از آلیاژهای حافظه دار</p> <p>اثر حافظه دار بودن در آلیاژها در سال 1932 و در آلیاژ کادمیوم-سدیم کشف شد. این ویژگی به فلزات حافظه دار این قابلیت را می دهد که پس از یک تغییر شکل در اثر حرارتی بالاتر از دمای تبدیل (Transformation Tempretaure) خود مجددا به شکل اولیه بازگردند.</p> <p>دمای تبدیل می تواند کمتر از دمای محیط باشد که در این حالت ماده ی مورد نظر مانند فنر عمل خواهد کرد. در فاز دمای تبدیل، آلیاژ، یک تغییر فاز کریستالی حالت جامد قابل بازگشت از مارنتزیت به آستنیت را تجربه می کند. اما باید به این نکته توجه داشت که هر دو فاز ویژگی های متفاوتی نسبت به یکدیگر دارند.</p> <p><strong>آنچه د<span id="how"></span>ر این مقاله مطالعه خواهید کرد:</strong></p> <ul> <li><a title="آلیاژهای حافظه دار چطور کار می کنند؟" href="#how">آلیاژهای حافظه دار چطور کار می کنند؟</a></li> <li><a href="#sma">آلیاژهای حافظه دار تا چه میزان تغییر شکل را می توانند تحمل کنند؟</a></li> <li><a href="#which">کدام آلیاژها ویژگی حافظه دار بودن را دارند؟</a></li> <li><a title="کاربرد آلیاژهای حافظه دار" href="#application">کاربرد آلیاژهای حافظه دار</a></li> </ul> <h2>آلیاژهای حافظه دار چطور کار می کنند؟</h2> <p><span id="sma"></span>وقتی که یک آلیاژ حافظه دار در فاز مارتنزیت خود قرار دارد می تواند به راحتی تغییر شکل داده و به یک شکل جدید درآید.اما اگر همین آلیاژ حرارت داده شود و دمای تبدیل برسد به فاز آستنیتی باز می گردد و شکل قبلی خود را به دست می آورد. در واقع در یک محدوده ی دمایی که از دمای تبدیل&nbsp; (Transformation Temperature) آغاز می شود، آلیاژ یک تغییر حالت جامد می دهد. این دمای تبدیل بسته به ترکیبات آلیاژ و برخی فاکتورهای دیگر دارد. به این فرایند حافظه دار بودن گفته می شود.&nbsp;</p> <h2>آلیاژهای حافظه دار تا چه میزان تغییر شکل را می توانند تحمل کنند؟</h2> <p><span id="which"></span>آلیاژهای حافظه دار می توانند از تغییر شکل های بسیار زیاد ناشی از خمش یا کشش به حالت اولیه خود باز گردند. در صورتیکه تغییر شکل ها در یک رنج قابل بازگشت باشد فرایند تغییر شکل و بازگشت به حالت اولیه در&nbsp; این آلیاژها می تواند میلیون ها بار تکرار شود.</p> <h2>کدام آلیاژها ویژگی حافظه دار بودن را دارند؟</h2> <p>آلیاژهایی که به صورت تجاری به عنوان حافظه دار تولید می شوند عبارتند از:</p> <ul> <li>آلیاژهای تیتانویم/نیکل مانند نیتنول (Nitinol) و تنیل (Tinel)</li> <li>آلیاژهای مس/روی/آلومینیوم</li> <li>آلیاژهای مس/آلومینیوم/نیکل</li> </ul> <p>برخی دیگر از آلیاژهایی که خاصیت حافظه دار بودن را از خود نشان داده اند عبارتند از:</p> <ul> <li>آلیاژهای نقره/کادمیوم</li> <li>آلیاژهای طلا/کادمیوم</li> <li>آلیاژهای مس/قلع</li> <li>آلیاژهای مس/روی</li> <li>آلیاژهای ایندیوم/تیتانیوم</li> <li>آلیاژهای نیکل/آلومینیوم</li> <li>آلیاژهای آهن/پلاتینیوم</li> <li>آلیاژهای منگنز/مس</li> <li>آلیاژهای آهن/منگنز/سیلیسیم</li> </ul> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید: <a href="https://www.modiranahan.com/article/2792/%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF-%D9%BE%D8%B1%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%AF%D8%B1-%D8%B5%D9%86%D8%B9%D8%AA" rel="nofollow">معرفی فولادهای پرکاربرد در صنعت</a></p> </blockquote> <h2><span id="application"></span>کاربرد آلیاژهای حافظه دار</h2> <p>صنایع پزشکی، دریایی و هوایی از بزرگترین مصرف کنندگان آلیاژهای حافظه دار هستند. در زیر به برخی از کاربردهای این نوع از آلیاژها اشاره شده است.</p> <h3>صنعت پزشکی</h3> <p><strong>استنت (Stent)</strong></p> <p>وسیله ایست که برای درمان بیماری های قلبی به کار برده می شود. این وسیله به حالت تغییر شکل یافته (دفرم شده) وارد رگ شده و با رسیدن به دمای بدن به شکل اولیه خود باز می گردد و باعث باز کردن عروق و افزایش جریان خون می شود.</p> <p><strong>فیلترهای ونا-کاوا (Vena Cava)</strong></p> <p>از این وسیله برای به دام انداختن لخته های خوkی&nbsp; استفاده می شود. به این صورت که به عنوان یک فیلتر کوچک وارد بدن می شود و سپس به صورت یک فیلتر به شکل چتر باز می شود و لخته های خون را به دام می اندازد و از حرکت آنها به سایر نقاط بدن جلوگیری می کند.</p> <p><strong>سیم های دندان پزشکی و ارتودنسی</strong></p> <p>این قبل سیم ها مانند یک فنر عمل می کنند و یک نیروی پیوسته و آرام را برای اصلاح شکل دندان ها به آن ها اعمال می کنند. آلیاژهای حافظه دار کمک می کنند تا برخلاف مواد از جنس استیل ضد زنگ یک نیروی دوره ای و ناراحت&zwnj;کننده به دندان ها وارد نشود.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="2Shape-Memory-Alloys-High-Canine.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1645012466544.jpg" alt="shape memory alloys in dental" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۲ - استفاده از آلیاژ حافظه در دندان پزشکی</p> <h3>هوا فضا و صنایع دریایی</h3> <p><strong>فیتینگ های مایعات</strong></p> <p>کوپلینگ های SMA برای آب بندی فلزات از یکدیگر با نیروهای بهم فشردگی شعاعی زیاد به کار می رود. این نوع از کوپلینگ ها در اثر حرارت کوچکتر می شوند.</p> <h3>سایر کاربردهای آلیاژهای حافظه دار</h3> <p>برخی دیگر کاربردهای آلیاژهای حافظه دار عبارتند از:</p> <ul> <li>سیستم های اتصال لوله</li> <li>سیستم های کنترل دما</li> <li>فریم عینک</li> <li>صنعت پوشاک</li> </ul> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="Application_of_Nitinol.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1645012548300.jpg" alt="Application_of_Nitinol" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۳ - استفاده از آلیاژ حافظه دار در ساخت فریم عینک</p>