MateriaÅ‚y z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü
- 1. MateriaÅ‚y z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü
- 2. MateriaÅ‚y z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü MateriaÅ‚y z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü (SMA) sÄ… unikatowÄ… grupÄ… stopów metali, które zmieniÄ… ksztaÅ‚t podgrzewajÄ…c je do danej temperatury, a nastÄ™pnie powracajÄ… do °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü wyjÅ›ciowego, tego który zostaÅ‚ "zapamiÄ™tany". Czynnikami, które powodujÄ… zmianÄ™ °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü mogÄ… być zarówno temperatura, jaki i pole magnetyczne i odciążenie wczeÅ›niej obciążonego materiaÅ‚u.
- 3. MateriaÅ‚y z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü MateriaÅ‚y te majÄ… dwie fazy: fazÄ™ wysokotemperaturowÄ… (austenit) i niskotemperaturowÄ… (martenzyt). Ta druga wystÄ™puje w dwóch formach: zbliźniaczonej i zbliźniaczonej znieksztaÅ‚conej. Energia, która wyzwala siÄ™ przy odksztaÅ‚caniu jest rzÄ™du 106-107 J/m2. Odwracalna przemiana martenzytyczna jest zjawiskiem fizycznym powodujÄ…cym zmianÄ™ °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü.
- 4. Efekty pamiÄ™ci °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü W stopach z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü zachodzi jednokierunkowy efekt pamiÄ™ci °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü. Polega on na tym, że materiaÅ‚ odksztaÅ‚cony w stanie martenzytycznym powraca po nagrzaniu do °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü nadanego przy istnieniu fazy wysokotemperaturowej. Może również wystÄ™pować dwukierunkowy efekt pamiÄ™ci °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü, którego istotÄ… jest przejÅ›cie od °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü nadanego w stanie martenzytycznym do °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü nadanego przy istnieniu fazy wysokotemperaturowej jest odwracalne i odbywa siÄ™ bez udziaÅ‚u naprężeÅ„.
- 5. Przemiany Rys. 1 Przemiana jednokierunkowa materiałów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü Rys. 2 Przemiana dwukierunkowa materiałów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü
- 6. Psuedosprężystość Trzecim zjawiskiem, które może zachodzić w stopach z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü jest psuedosprężystość- odksztaÅ‚cenia bÄ™dÄ… skutkiem przemiany martenzytycznej indukowanej naprężeniami. Czynnikiem powodujÄ…cym zmianÄ™ °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü jest zmiana temperatury. Powoduje to ograniczenie czÄ™stotliwość pracy tych materiałów do 102 Hz.
- 7. MateriaÅ‚y z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü PodstawowÄ… cechÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³ÜjÄ…cÄ… wÅ‚asnoÅ›ci materiałów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü jest przejÅ›cie pomiÄ™dzy fazami austenitu i martenzytu pod wpÅ‚ywem ogrzania (ochÅ‚odzenia). Kluczowe efekty to: pseudoelastyczność i efekt pamiÄ™ci °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü. Rys. 3 Fazy materiałów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü
- 8. Temperaturowa przemiana fazowa bez dziaÅ‚ania obciążenia MateriaÅ‚ przechodzi z fazy austenitu w zbliźniaczony martenzyt pod wpÅ‚ywem ochÅ‚odzenia (przy braku obciążenia), czego efektem jest niewidoczna, makroskopowa zmiana °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü. Pod wpÅ‚ywem ogrzania, zachodzi odwrócenie poprzedniej przemiany i w efekcie dostaje siÄ™ austenit. Rys. 4 Temperaturowa przemiana fazowa bez dziaÅ‚ania obciążenia
- 9. Występują cztery progi temperatur: • temperatura rozpoczynająca przemianę martenzytyczną M 0s , zachodzi w niej przemiana austenitu w martenzyt • temperatura kończąca przemianę martenzytyczną M 0f , przy której transformacja jest kompletna i cały materiał jest w fazie martenzytu • temperatura rozpoczynająca przemianę austenityczną (A 0s ), po przekroczeniu której zaczyna się transformacja odwrotna (austenit w martenzyt) • temperatura kończąca przemianę austenityczną (A 0f ), przy której cały materiał występuje w fazie austenitu.
- 10. Efekt pamiÄ™ci °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü materiałów JeÅ›li do materiaÅ‚u bÄ™dÄ…cego w fazie zbliźniaczonego martenzytu przyÅ‚oży siÄ™ obciążenie (przy niskiej temperaturze), możliwa jest przemiana w martenzyt zbliźniaczony znieksztaÅ‚cony. Po ustÄ…pieniu siÅ‚ zewnÄ™trznych materiaÅ‚ pozostaje zdeformowany. JeÅ›li w tym stanie materiaÅ‚ ogrzeje siÄ™ do temperatury przekraczajÄ…cej A 0f , nastÄ…pi przemiana martenzytu w austenit, co bÄ™dzie przyczynÄ… przywrócenie poprzedniego, "macierzystego" °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü.
- 11. Efekt pamiÄ™ci °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü materiałów Rys. 5 Efekt pamiÄ™ci °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü materiałów
- 12. Temperaturowa przemiana fazowa przy przyÅ‚ożonym obciążeniu Można również przeprowadzić transformacjÄ™ martenzytycznÄ…, której skutkiem bÄ™dzie faza struktury zbliźniaczonej znieksztaÅ‚conej. JeÅ›li obciążenie jest przyÅ‚ożone gdy materiaÅ‚ znajduje siÄ™ w fazie austenitu, przemiana fazowa zakoÅ„czy siÄ™ na martenzycie zbliźniaczonym znieksztaÅ‚conym. Kolejne ogrzanie materiaÅ‚u powoduje powrót do pierwotnego °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü.
- 13. Temperaturowa przemiana fazowa przy przyłożonym obciążeniu Rys. 6 Temperaturowa przemiana fazowa przy przyłożonym obciążeniu Temperatury przemiany fazowej są uzależnione od wielkości przyłożonych sił zewnętrznych. Im większe obciążenie, tym większe wartości temperatur transformacji.
- 14. Stop niklu i tytanu Najpopularniejszym materiaÅ‚em z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü jest stop niklu i tytanu, który nazwano nitinolem. Stosuje siÄ™ go w przemyÅ›le jako drut, wchodzi w skÅ‚ad mechanizmu zabawek, wykorzystywany jest także jako napÄ™d mikrorobotów. NajwiÄ™kszym zainteresowaniem cieszy siÄ™ jednak w medycynie, a dokÅ‚adniej w dentystyce i w chirurgii ortopedycznej dla zabezpieczenia Å›ciÄ™gien, wiÄ…zadeÅ‚ oraz jako wszczepy do krwiobiegu.
- 15. Zastosowanie stopów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü w technice Do licznych technicznych zastosowaÅ„ stopów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü należą czujniki przeciwpożarowe, systemy regulacyjne w grzejnikach wodnych, automatyczne systemy otwierania okien w szklarniach, ukÅ‚ady tÅ‚umiÄ…ce drgania i haÅ‚as, oprawki okularów, elementy robotów i silniki cieplne. DziÄ™ki zastosowaniu stopów metali z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü w budowie maszyn i urzÄ…dzeÅ„ możliwe jest wprowadzenie nowych zasad konstrukcyjnych, a co za tym idzie miniaturyzacja produktów i obniżenie kosztów ich wytworzenia.
- 16. Zastosowanie stopów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü w medycynie Niektóre stopy metali z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü majÄ… zastosowanie w medycynie. Stopy Fe-Cr-Ni używane sÄ… na implanty w chirurgii przeznaczone do implantacji przez krótki okres czasu, a stopy Ti-Al przez dÅ‚ugi czas. Stosowanie tych implantów wiąże siÄ™ z odpowiednim doborem sposobu ich nagrzewania do temperatury odwrotnej przemiany.
- 17. Zastosowanie stopów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü w medycynie Zastosowania stopów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü to: klamry do osteosyntezy i leczenia zÅ‚amanych żeber, igÅ‚y do lokalizacji guzów piersi, napinacze, rdzenie drutów prowadzÄ…cych, narzÄ™dzia chirurgiczne i adaptacyjne endoskopy o ksztaÅ‚cie dostosowujÄ…cym siÄ™ do cech anatomicznych pacjenta podczas operacji lub badania. Implanty ze stopów metali z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü umożliwiajÄ… prostsze i sprawniejsze przeprowadzenie operacji i sÄ… głównym czynnikiem podniesienia poziomu technicznego aparatury medycznej.
- 18. Zastosowanie stopów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü Stopy z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü majÄ… również zastosowanie w astronautyce i lotnictwie, czego powodem jest duża możliwość adaptacji w warunkach, w których nie wystÄ™puje grawitacja ziemska. Dlatego też materiaÅ‚y te nadajÄ… siÄ™ na anteny samo rozkÅ‚adajÄ…ce siÄ™. Można również zastosowaÅ„ je do redukcji drgaÅ„ i Å‚Ä…czenia rur w statkach kosmicznych, zmiany geometrii skrzydeÅ‚ samolotów i do wÅ‚Ä…czania osÅ‚on baterii sÅ‚onecznych.
- 19. Zastosowanie stopów z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü MateriaÅ‚y z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü majÄ… szerokie zastosowanie w przemyÅ›le samochodowym. Można je użyć na zawory ciÅ›nieniowe, podkÅ‚ady tÅ‚umiÄ…ce drgania mechaniczne i wÅ‚Ä…czajÄ…ce systemy klimatyzacyjne lub chÅ‚odzÄ…ce. Stopy z pamiÄ™ciÄ… °ì²õ³ú³Ù²¹Å‚³Ù³Ü można zastosować do hermetycznego zamykania klap pojemników na Å›mieci, do Å›ciskania rdzeni transformatorów i na samo rozkÅ‚adajÄ…ce siÄ™ anteny przenoÅ›nych telefonów o wymaganej wysokoÅ›ci czujnoÅ›ci na docierajÄ…cy sygnaÅ‚.
- 20. Sprawdź swoją wiedzę file:///C:/Users/Justynka/Documents/My%20Quiz/Projects/Materia%C5%82y%20z%20pami%C4%99ci%C4%85%20kszta%C5%82tu/quiz.html