skip to Main Content

آلیاژهای حافظه دار

آلیاژی که در حالتی که سرد است تغییر شکل می دهد ولی با گرم شدن به شکل پیش از تغییر شکل بر می گردد را آلیاژ حافظه دار (Shape-memory alloy) می نامند.

آلیاژهای حافظه دار دو ساختار یا فاز مختلف کریستالی می پذیرند. دما و تنش های داخلی تعیین کننده فازی هستند که آلیاژ حافظه دار در آن پایدار می باشد. این دو فاز مارتنزیت در دماهای پایین تر (فاز تولیدی) و آستنیت در دماهای بالاتر (فاز مادر) است. البته تغییر فاز در این آلیاژها در یک بازه ی دمایی اتفاق می افتد. در فاز مارتنزیت، فلز می تواند به هر شکلی تغییر پذیرد. با افزایش دما، فاز از مارتنزیت به آستنیت تغییر می یابد. تغییر فاز ایجاد یک جابجایی بلوری در ساختار آلیاژ می کند و این موجب یک اثر در مقیاس ماکرو می شود که همان بازیابی شکل اولیه توسط آلیاژ است.

به عبارت دیگر مطابق شکل زیر آلیاژ ابتدا در فاز مادر (یعنی آستنیت) است با کاهش دما ساختار آلیاژ به فاز تولیدی (یعنی مارتنزیتی) تغییر می کند. با ایجاد تغییر فرم ساختار مارتنزیت تغییراتی می کند ولی با افزایش مجدد دما، ساختار به ساختار مادر بازگشته و مجدداً شکل آن بازیابی می شود.

تغییر فاز بلوری و تغییر شکل ماکروسکوپی یک آلیاژ حافظه دار.

دو آلیاژ حافظه دار رایج مس- آلومینیوم- نیکل و نیکل- تیتانیوم هستند اما آلیاژهای حافظه دار را می توان با آلیاژهای روی، مس، طلا و آهن نیز تهیه کرد. آلیاژ های حافظه دار پایه آهن و پایه مس مانند Fe-Mn-Si، Cu-Zn-Al و Cu-Al-Ni به صورت تجاری در دسترس هستند و ارزان تر از NiTi ها هستند ولی آلیاژهای حافظه دار پایه NiTi پایداری و عملکرد بهتری دارند.

آلیاژهای حافظه دار در صنایع هوافضا، خودروسازی و روباتیک، دست های مصنوعی رباتیک، مهندسی عمران، خطوط لوله، ارتباطات، اپتومتری، جراحی اروتوپدی، دندانپزشکی و … کاربرد دارند. در شکل زیر یک فریم عینک از جنس آلیاژ تجاری فلکسون (Flexon) که یک آلیاژ پایه NiTi ای است مشاهده می شود.

یک فریم عینک از جنس آلیاژ حافظه دار.

منابع:

https://depts.washington.edu/matseed/mse_resources/Webpage/Memory%20metals/how_shape_memory_alloys_work.htm

https://en.wikipedia.org/wiki/Shape-memory_alloy

Shape memory alloy thin films and heterostructures for MEMS applications: A review, Choudhary N. et al., Sensors and Actuators A: Physical, Volume 242, ۱ May 2016, Pages 162-181.

http://ruthtrumpold.id.au/blogs/designtech/2012/01/21/bendable-eyeglasses/

پیام خسروی

دکتری مهندسی مواد از دانشگاه صنعتی اصفهان

This Post Has One Comment

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سه × دو =

Back To Top
×بستن جستجو
جستجو