Сплав титана и никеля, также известный как нитинол, представляет собой бинарный сплав, состоящий из никеля и титана. Атомные проценты этих двух элементов примерно равны.
Аустенитная фаза и мартенситная фаза
Из-за изменений температуры и механического давления нитинол имеет две различные фазы кристаллической структуры, а именно фазу аустенита и фазу мартенсита. В нитиноле аустенит называется материнской фазой, которая является кристаллической фазой сплава при высоких температурах. При понижении температуры аустенит постепенно преобразуется в мартенсит (дочернюю фазу).
Две характеристики нитинола
-Память формы
Когда материнская фаза определенной формы охлаждается от температуры выше Af до температуры ниже Mf и полностью образует мартенсит, возникает эффект памяти формы, тем самым деформируя мартенсит ниже температуры Mf. После нагревания ниже температуры Af материал автоматически восстанавливает форму своей материнской фазы путем обратного фазового перехода. Фактически, эффект памяти формы представляет собой термически индуцированный процесс фазового превращения нитинола. Он относится к способности нитинола деформироваться при определенной температуре, а затем восстанавливать свою первоначальную, недеформированную форму, когда температура выше его «температуры перехода».
-Суперэластичный
Так называемая сверхэластичность относится к явлению, при котором деформация, создаваемая образцом под действием внешней силы, намного больше предельной деформации упругости, и деформация автоматически восстанавливается в процессе разгрузки. В исходной фазе из-за воздействия внешнего напряжения деформация запускает мартенситное превращение, поэтому сплав проявляет механические свойства, отличные от обычных материалов. Его предел упругости намного больше, чем у обычных материалов. И он больше не следует закону Гука. По сравнению с эффектом памяти формы сверхэластичность не связана с теплом.
Применение Нитинола
1. Оправа очков
2. Ортодонтия
3. Медицинское оборудование
4. Другие приложения
Известный производитель компьютеров использовал оборудование Nitinol для извлечения карт PCMCIA (International Personal Computer Memory Card Association). Кроме того, Nitinol также используется для соединения конца гидравлической трубки самолета. В менее серьезных случаях нитинол может согнуть волшебную ложку, если поместить ее в горячую воду.