Kako radi nitinol žica

Kako radi nitinol žica?

Nitinol žica je poznata po svojim jedinstvenim svojstvima i raznovrsnoj primjeni u biomedicinskoj, svemirskoj i automobilskoj industriji, između ostalih. Nitinol, takođe nazvan legura nikl-titanijuma, je legura sa pamćenjem oblika koja pokazuje superelastičnost i efekat memorije oblika na različitim temperaturama. Kako to radi? U ovom članku ćemo istražiti proizvodni proces, fizička svojstva i primjenu nitinol žice.

Šta je nitinol žica?

Nitinol žicaje vrsta legure sa pamćenjem oblika koja je napravljena od otprilike 50 posto nikla i 50 posto titana po težini. Otkrili su ga 1962. William Buehler i Frederick Wang u američkoj laboratoriji za ratno oružje. Nitinol je dobio ime po svom sastavu, tj. nikal (Ni), titan (Ti) i Laboratorija za mornaričko oružje (NOL). Nitinol žica je dobila značajnu pažnju zbog svojih jedinstvenih svojstava, uključujući superelastičnost, efekat memorije oblika, biokompatibilnost i otpornost na koroziju. Ova svojstva ga čine idealnim materijalom za širok spektar primjena, kao što su stentovi, ortodontske žice, filteri za ugrušavanje krvi i komponente automobila.

Kako napraviti nitinol žicu?

Proces proizvodnje nitinol žice uključuje nekoliko koraka, uključujući topljenje legure, livenje, toplo valjanje, hladno valjanje, žarenje i izvlačenje žice. Prvi korak je topljenje nikla i titanijuma zajedno u vakuumskoj peći pod kontrolisanim uslovima kako bi se postigao željeni sastav i čistoća. Zatim se rastopljena legura lijeva u oblik ingota i vruće valja u tanki lim. List se zatim hladno valja u željenu debljinu, nakon čega slijedi žarenje kako bi se uklonila sva zaostala naprezanja i povećala duktilnost materijala. Konačno, žareni lim se provlači kroz niz kalupa kako bi se dobio željeni prečnik, završni sloj i ravnost. Nitinol žica se može proizvoditi u različitim oblicima, kao što su okrugli, ravni i pravokutni, ovisno o zahtjevima primjene.

Koja su svojstva nitinol žice?

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

Kako oblikovati nitinol žicu?

Oblikovanje nitinol žice zahtijeva razumijevanje njenog odgovora na promjene temperature.Nitinolima dvije različite faze: austenit i martenzit, koje postoje na različitim temperaturama. Na niskim temperaturama, nitinol je u martenzitnoj fazi, koja je mekana i lako se savija, ali se neće vratiti u prvobitni 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 svoje prijelazne temperature, obično između 500 i 600 stepeni, u austenitnu fazu. Nakon što je oblikovana, nitinol žica se može ohladiti do martenzitne faze kako bi se zadržala u novom obliku. Zagrijavanje nitinol žice će uzrokovati da se vrati u prvobitni oblik.

Kako koristiti nitinol žicu?

Nitinol žica ima različite primjene u nekoliko industrija. Jedna od najčešćih upotreba nitinol žice je u medicinskoj industriji, gdje se koristi u stentovima, ortodonciji i hirurškim uređajima. Nitinol stentovi se koriste za održavanje krvnih sudova otvorenim, dok se ortodontske žice koriste za ispravljanje zuba. Dodatno, nitinol žica se koristi u avio industriji za aktuatore sa memorijom oblika u avionima, jer je lagana i izdržljiva. Nitinol žica se također koristi u automobilskom inženjerstvu za razumijevanje vibracija motora, istraživanje šema za smanjenje buke i mehanizam za prigušivanje.

Zaključak

Zaključno, nitinol žica je svestran materijal s jedinstvenim svojstvima koja ga čine korisnim u različitim primjenama. Razumijevanje njegovog proizvodnog procesa, fizičkih svojstava i primjena može pomoći pojedincima da cijene potencijal i svestranost ovog materijala. Sa svojom superelastičnošću, efektom memorije oblika, izdržljivošću i biokompatibilnošću, nitinol žica nastavlja biti 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