Kako radi Nitinol žica

Kako radi nitinol žica?

Nitinolna žica poznata je po svojim jedinstvenim svojstvima i svestranoj primjeni u biomedicinskoj, zrakoplovnoj i automobilskoj industriji, među ostalima. Nitinol, koji se naziva i legura nikal-titan, je legura s pamćenjem oblika koja pokazuje superelastičnost i učinak pamćenja oblika na različitim temperaturama. Kako radi? U ovom ćemo članku istražiti proizvodni proces, fizikalna svojstva i primjenu nitinolske žice.

Što je Nitinol Wire?

Nitinol žicaje vrsta legure s pamćenjem oblika koja se sastoji od približno 50 posto nikla i 50 posto titana po težini. Otkrili su ga 1962. William Buehler i Frederick Wang u američkom Naval Ordnance Laboratoryju. Nitinol je svoje ime dobio po svom sastavu, tj. niklu (Ni), titanu (Ti) i Naval Ordnance Laboratory (NOL). Nitinol žica dobila je značajnu pozornost zbog svojih jedinstvenih svojstava, uključujući superelastičnost, učinak pamćenja oblika, biokompatibilnost i otpornost na koroziju. Ova svojstva čine ga idealnim materijalom za širok raspon primjena, kao što su stentovi, ortodontske žice, filtri za krvne ugruške i komponente motora automobila.

Kako napraviti nitinol žicu?

Proces proizvodnje nitinolske žice uključuje nekoliko koraka, uključujući topljenje legure, lijevanje, vruće valjanje, hladno valjanje, žarenje i izvlačenje žice. Prvi korak je topljenje nikla i titana zajedno u vakuumskoj peći pod kontroliranim uvjetima kako bi se postigao željeni sastav i čistoća. Zatim se rastaljena legura lije u obliku ingota i vruće valja u tanki lim. Lim se zatim hladno valja u željenu debljinu, nakon čega slijedi žarenje kako bi se uklonila sva zaostala naprezanja i povećala duktilnost materijala. Na kraju, žareni lim se provlači kroz niz matrica kako bi se dobio željeni promjer, završna obrada površine i ravnost. Nitinol žica se može proizvoditi u različitim oblicima, kao što su okrugli, ravni i pravokutni, ovisno o zahtjevima primjene.

Koja su svojstva nitinolne žice?

Nitinol žica posjeduje nekoliko jedinstvenih svojstava koja je čine vrijednim materijalom u mnogim industrijama. Jedno od najpoznatijih svojstava je učinak pamćenja oblika. Nitinol žica može "zapamtiti" svoj izvorni oblik i može se vratiti u njega nakon deformacije pod određenim uvjetima. Na primjer, ako se nitinolska žica na niskim temperaturama savije u određeni oblik, nakon zagrijavanja će se vratiti u svoj izvorni oblik. Štoviše, nitinol pokazuje superelastičnost, također poznatu kao pseudoelastičnost, gdje materijal može izdržati velika naprezanja bez trajne deformacije. Ovo svojstvo ga čini idealnim za primjene koje zahtijevaju fleksibilnost i izdržljivost, kao što su stentovi i ortodoncija. Dodatno, nitinol žica je biokompatibilna, što znači da ne proizvodi negativne reakcije u ljudskom tijelu, što je čini idealnom za upotrebu u medicinskim uređajima.

Kako oblikovati nitinol žicu?

Oblikovanje nitinolne žice zahtijeva razumijevanje njezine reakcije na promjene temperature.Nitinolima dvije različite faze: austenit i martenzit, koje postoje na različitim temperaturama. Na niskim temperaturama, nitinol je u fazi martenzita, koji je mekan i lako se savija, ali se ne vraća u svoj izvorni oblik. Na visokim temperaturama, nitinol prelazi u austenitnu fazu, gdje je tvrđi i može povratiti svoj izvorni oblik nakon deformacije. Stoga, da bi se oblikovala nitinolna žica, ona se mora zagrijati iznad temperature prijelaza, obično između 500 do 600 stupnjeva, u austenitnu fazu. Nakon što se oblikuje, nitinol žica se može ohladiti do martenzitne faze kako bi se zaključala u novom obliku. Zagrijavanje nitinol žice će dovesti do njenog vraćanja u prvobitni oblik.

Kako koristiti Nitinol žicu?

Nitinol žica ima različite primjene u nekoliko industrija. Jedna od najraširenijih upotreba nitinolne žice je u medicinskoj industriji, gdje se koristi u stentovima, ortodonciji i kirurškim uređajima. Nitinol stentovi se koriste za održavanje otvorenosti krvnih žila, dok se ortodontske žice koriste za ispravljanje zuba. Osim toga, nitinol žica se koristi u zrakoplovnoj industriji za aktuatore memorije oblika u zrakoplovima, jer je lagana i izdržljiva. Nitinol žica se također koristi u automobilskom inženjerstvu za razumijevanje vibracija motora, istraživanje shema prigušenja buke i mehanizama prigušenja.

Zaključak

Zaključno, nitinol žica je svestran materijal s jedinstvenim svojstvima koja je čine korisnom u raznim primjenama. Razumijevanje procesa proizvodnje, fizičkih svojstava i primjene može pomoći pojedincima da cijene potencijal i svestranost ovog materijala. Sa svojom superelastičnošću, učinkom pamćenja oblika, izdržljivošću i biokompatibilnošću, nitinol žica i dalje je na čelu tehnološkog napretka.

Reference:

1. http://journals.sagepub.com/doi/full/10.1243/095441105X69847

2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4230702/

3. https://www.thoughtco.com/nitinol-373296

4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4665485/

5. https://www.mechanicalbooster.com/2016/10/what-is-nitinol-alloy-how-it-works.html