Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Никель титан
Нитинол draht.jpg
Нитиноловые провода
Свойства материала
Температура плавления1310 ° С (2390 ° F)
Плотность6,45 г / см 3 (0,233 фунта / куб. Дюйм)
Удельное электрическое сопротивление (аустенит)82 × 10 - 6  Ом · см
(мартенсит)76 × 10 - 6  Ом · см
Теплопроводность (аустенит)0,18 Вт / см · К
(мартенсит)0,086 Вт / см · К
Коэффициент теплового расширения (аустенит)11 × 10 - 6 / ° С
(мартенсит)6,6 × 10 - 6 / ° С
Магнитная проницаемость<1,002
Магнитная восприимчивость (аустенит)3,7 × 10 - 6  единиц / г
(мартенсит)2,4 × 10 - 6  единиц / г
Модуль упругости (аустенит)75–83 ГПа
(мартенсит)28–40 ГПа
Предел текучести (аустенит)195–690 МПа
(мартенсит)70–140 МПа
Коэффициент Пуассона0,33
Свойства нитинола зависят от точного состава сплава и его обработки. Эти характеристики типичны для имеющихся в продаже нитинольных сплавов с памятью формы.

Никель титана , также известный как нитинол , является металлический сплав из никеля и титана , в котором оба элемента присутствуют в примерно равных атомных процентах. Различные сплавы названы в соответствии с массовым процентом никеля, например, Нитинол 55 и Нитинол 60 . Он проявляет эффект памяти формы и сверхупругость при различных температурах.

Нитиноловые сплавы обладают двумя тесно связанными и уникальными свойствами: эффектом памяти формы и сверхупругостью (также называемой псевдоупругостью ). Память формы - это способность нитинола деформироваться.при одной температуре оставаться в деформированной форме, когда внешняя сила устраняется, затем восстанавливает свою первоначальную недеформированную форму при нагревании выше «температуры превращения». Сверхэластичность - это способность металла подвергаться большим деформациям и сразу же возвращаться к своей недеформированной форме после снятия внешней нагрузки. Нитинол может деформироваться в 10-30 раз больше, чем обычные металлы, и возвращаться к своей первоначальной форме. Будет ли нитинол проявлять эффект памяти формы или сверхупругость, зависит от того, превышает ли он температуру превращения конкретного сплава. Ниже температуры превращения он проявляет эффект памяти формы, а выше этой температуры он ведет себя сверхупруго.

История [ править ]

Слово нитинол является производным от его состава и его место открытия: ( Ni ckel Ti tanium- Н аваль О rdnance л aboratory). William J. Бюлер [1] вместе с Фредериком Ван , [2] обнаружил свои свойства в ходе исследования в артиллерийском лаборатории ВМС в 1959 году [3] [4] Бюлер пытался сделать лучше конус ракеты нос, который может противостоять усталости , тепло и сила удара . Установив, что сплав 1: 1никеля и титана могли сделать эту работу, в 1961 году он представил образец на совещании руководства лаборатории. Образец, сложенный как гармошка , разносился и сгибался участниками. Один из них приложил к образцу тепло от своей зажигалки, и, к всеобщему удивлению, полоска в форме гармошки сжалась и приняла прежнюю форму. [5]

Хотя потенциальные возможности применения нитинола были реализованы сразу же, практические усилия по коммерциализации сплава были предприняты лишь десятилетие спустя. Эта задержка была в значительной степени из-за необычайной сложности плавления, обработки и механической обработки сплава. Даже эти усилия столкнулись с финансовыми проблемами, которые не удалось легко преодолеть до 1980-х годов, когда эти практические трудности наконец начали разрешаться.

Открытие эффекта памяти формы в целом относится к 1932 году, когда шведский химик Арне Оландер [6] впервые обнаружил это свойство в сплавах золото-кадмий. Такой же эффект наблюдался в Cu-Zn ( латунь ) в начале 1950-х годов. [7]

Механизм [ править ]

Трехмерное изображение структур аустенита и мартенсита соединения NiTi.

Необычные свойства нитинола являются производными от обратимого твердотельного фазового превращения, известного как мартенситное превращение , между двумя различными кристаллическими фазами мартенсита, требующего механического напряжения 10 000–20 000 фунтов на квадратный дюйм (69–138 МПа).

При высоких температурах нитинол принимает взаимопроникающую простую кубическую структуру, называемую аустенитом (также известную как исходная фаза). При низких температурах нитинол самопроизвольно превращается в более сложную моноклинную кристаллическую структуру, известную как мартенсит (дочерняя фаза). [8] Есть четыре температуры перехода, связанные с превращениями аустенит-мартенсит и мартенсит-аустенит. Начиная с полного аустенита, мартенсит начинает образовываться по мере охлаждения сплава до так называемой начальной температуры мартенсита , или M s , а температура, при которой завершается превращение, называется конечной температурой мартенсита , или Mf . Когда сплав полностью является мартенситом и подвергается нагреву, аустенит начинает образовываться при начальной температуре аустенита , A s , и заканчивается при температуре конечного аустенита , A f . [9]

Тепловой гистерезис фазового превращения нитинола

Цикл охлаждения / нагрева показывает тепловой гистерезис . Ширина гистерезиса зависит от точного состава нитинола и обработки. Его типичное значение - это диапазон температур примерно 20-50 К (20-50 ° C; 36-90 ° F), но его можно уменьшить или увеличить путем легирования [10] и обработки. [11]

Решающими для свойств нитинола являются два ключевых аспекта этого фазового превращения. Во-первых, преобразование является «обратимым», что означает, что нагревание выше температуры превращения вернет кристаллическую структуру в более простую аустенитную фазу. Второй ключевой момент заключается в том, что трансформация в обоих направлениях происходит мгновенно.

Кристаллическая структура мартенсита (известная как моноклинная, или B19 'структура) обладает уникальной способностью претерпевать ограниченную деформацию в некоторых отношениях без разрыва атомных связей. Этот тип деформации известен как двойникование , которое состоит из перегруппировки атомных плоскостей без проскальзывания или остаточной деформации. Таким образом, он может подвергаться деформации примерно на 6–8%. Когда мартенсит превращается в аустенит при нагревании, первоначальная аустенитная структура восстанавливается независимо от того, деформировалась ли мартенситная фаза. Таким образом, название «память формы» относится к тому факту, что форма высокотемпературной аустенитной фазы «запоминается», даже если сплав сильно деформируется при более низкой температуре. [12]

2D-изображение кристаллической структуры нитинола во время цикла охлаждения / нагрева

За счет предотвращения превращения деформированного мартенсита в аустенит можно создать большое давление - от 35 000 фунтов на квадратный дюйм до, во многих случаях, более 100 000 фунтов на квадратный дюйм (689 МПа). Одна из причин, по которой нитинол так усердно пытается вернуться к своей первоначальной форме, заключается в том, что это не просто обычный металлический сплав, а так называемое интерметаллическое соединение . В обычном сплаве составляющие расположены в кристаллической решетке случайным образом; в упорядоченном интерметаллическом соединении атомы (в данном случае никеля и титана) занимают очень определенные места в решетке. [13] Тот факт, что нитинол является интерметаллидом, в значительной степени ответственен за сложность изготовления устройств из сплава. [ почему? ]

Влияние состава нитинола на температуру M s .

Сценарий, описанный выше (охлаждение аустенита с образованием мартенсита, деформация мартенсита, затем нагрев для возврата к аустениту, возвращая таким образом исходную недеформированную форму), известен как эффект термической памяти формы. Чтобы зафиксировать исходную «исходную форму», сплав необходимо удерживать на месте и нагреть примерно до 500 ° C (932 ° F). Этот процесс обычно называют настройкой формы . [14]Второй эффект, называемый сверхэластичностью или псевдоупругостью, также наблюдается в нитиноле. Этот эффект является прямым результатом того факта, что мартенсит может образовываться как при приложении напряжения, так и при охлаждении. Таким образом, в определенном диапазоне температур к аустениту может быть приложено напряжение, вызывающее образование мартенсита и одновременно изменение формы. В этом случае, как только напряжение будет снято, нитинол самопроизвольно вернется к своей первоначальной форме. В этом режиме использования нитинол ведет себя как суперпружина, обладая диапазоном упругости в 10–30 раз больше, чем у обычного материала пружины. Однако есть ограничения: эффект наблюдается только на 273–313 К (0–40 ° C; 32–104 ° F) выше температуры A f . Этот верхний предел обозначается как M d , [15]что соответствует самой высокой температуре, при которой еще возможно вызвать образование мартенсита под действием напряжения. Ниже M d образование мартенсита под нагрузкой приводит к сверхупругости из-за двойникования. Выше M d , поскольку мартенсит больше не образуется, единственной реакцией на напряжение является скольжение аустенитной микроструктуры и, следовательно, остаточная деформация.

Нитинол обычно состоит из приблизительно от 50 до 51% никеля по атомным процентам (от 55 до 56% по весу). [13] [16] Небольшие изменения в составе могут существенно изменить температуру перехода сплава. Температуру превращения в нитиноле можно до некоторой степени контролировать, где температура A f находится в диапазоне от примерно -20 ° C до +110 ° C. Таким образом, общепринято называть состав нитинола «сверхупругим» или «аустенитным», если A f ниже эталонной температуры, и «памятью формы» или «мартенситным», если он выше. Эталонная температура обычно определяется как температура в помещении или температура человеческого тела (37 ° C; 98 ° F).

Одним из часто встречающихся эффектов нитинола является так называемая R-фаза . R-фаза - это еще одна мартенситная фаза, которая конкурирует с упомянутой выше мартенситной фазой. Поскольку он не обеспечивает больших эффектов памяти мартенситной фазы, он обычно не используется на практике.

Производственный процесс [ править ]

Нитинол получить чрезвычайно сложно из-за чрезвычайно жесткого контроля состава и огромной реакционной способности титана. Каждый атом титана, который соединяется с кислородом или углеродом, является атомом, отнятым у решетки NiTi, таким образом изменяя состав и делая температуру превращения намного ниже. Сегодня используются два основных метода плавки:

Вакуумный дуговый переплав (ВАР)
Это делается путем удара электрической дуги между сырьем и медной запорной планкой с водяным охлаждением. Плавка происходит в высоком вакууме, а сама форма - это медь с водяным охлаждением.
Вакуумная индукционная плавка (ВИМ)
Для этого используются переменные магнитные поля для нагрева сырья в тигле (обычно углеродного). Это тоже делается в высоком вакууме.

Хотя оба метода имеют преимущества, было продемонстрировано, что современный промышленный расплав VIM имеет меньшие включения, чем современный промышленный VAR, что приводит к более высокому сопротивлению усталости. [17] В других исследованиях сообщается, что VAR, использующий сырье чрезвычайно высокой чистоты, может привести к уменьшению количества включений и, таким образом, к улучшению усталостных характеристик. [18] Другие методы также используются в небольших масштабах, включая плазменную дуговую плавку, индукционную плавку черепа и плавление электронным пучком. Физическое осаждение из паровой фазы также используется в лабораторных масштабах.

Горячая обработка нитинола относительно проста, но холодная обработка трудна, потому что огромная эластичность сплава увеличивает контакт штампа или валка, что приводит к огромному сопротивлению трению и износу инструмента. По тем же причинам обработка чрезвычайно трудна - что еще хуже, теплопроводность нитинола низкая, поэтому тепло отводить трудно. Шлифовка (абразивная резка) , электроэрозионная обработка (EDM) и лазерная резка относительно просты.

Термообработка нитинола - дело деликатное и ответственное дело. Это трудоемкий процесс для точной настройки температуры превращения. Время и температура старения контролируют осаждение различных фаз, богатых никелем, и, таким образом, контролируют количество никеля в решетке NiTi; истощая матрицу никеля, старение увеличивает температуру превращения. Комбинация термической обработки и холодной обработки имеет важное значение для контроля свойств нитиноловых продуктов. [19]

Проблемы [ править ]

Усталостные отказы нитиноловых устройств являются постоянным предметом обсуждения. Поскольку это предпочтительный материал для приложений, требующих огромной гибкости и подвижности (например, периферийных стентов, сердечных клапанов, интеллектуальных термомеханических приводов и электромеханических микроактюаторов), он неизбежно подвергается гораздо большим усталостным напряжениям по сравнению с другими металлами. Хотя усталостные характеристики нитинола с контролируемой деформацией превосходят все другие известные металлы, усталостные разрушения наблюдались в наиболее сложных областях применения. Сейчас прилагаются огромные усилия, чтобы лучше понять и определить пределы стойкости нитинола.

Нитинол наполовину состоит из никеля, и поэтому в медицинской промышленности было много опасений по поводу выделения никеля, известного аллергена и возможного канцерогена. [19] (Никель также присутствует в значительных количествах в нержавеющей стали и кобальт-хромовых сплавах.) При правильной обработке (посредством электрополировки и / или пассивации ) нитинол образует очень стабильный защитный слой TiO 2, который действует как очень эффективный и самопроизвольный -заживляющий барьер против ионного обмена. Неоднократно было показано, что нитинол выделяет никель медленнее, чем, например, нержавеющая сталь. При этом очень ранние медицинские устройства изготавливались без электрополировки, и наблюдалась коррозия. Сегодняшний нитинол сосудистыйнапример, саморасширяющиеся металлические стенты не показывают признаков коррозии или выделения никеля, а результаты у пациентов с аллергией на никель и без нее неразличимы.

В отношении включений в нитинол, как TiC, так и Ti 2 NiO x, ведутся постоянные и продолжительные дискуссии . Как и во всех других металлах и сплавах, в нитиноле можно найти включения. Размер, распределение и тип включений можно до некоторой степени контролировать. Теоретически, меньшие размеры, округлость и меньшее количество включений должны привести к повышению усталостной прочности. В литературе некоторые ранние работы сообщают, что не смогли показать измеримых различий [20] [21], в то время как новые исследования демонстрируют зависимость сопротивления усталости от типичного размера включений в сплаве. [17] [18] [22] [23] [24]

Нитинол трудно сваривать как с самим собой, так и с другими материалами. Лазерная сварка нитинола сама по себе - относительно рутинный процесс. Совсем недавно прочные соединения между проволоками из никелевого титана и проволок из нержавеющей стали были выполнены с использованием никелевого наполнителя. [25] Сварные швы с помощью лазера [26] и вольфрамового инертного газа (TIG) [27] выполнялись между трубками из NiTi и трубами из нержавеющей стали. Продолжаются дополнительные исследования других процессов и других металлов, с которыми можно сваривать нитинол.

Частота срабатывания нитинола зависит от управления теплом, особенно во время фазы охлаждения. Многочисленные методы используются для повышения эффективности охлаждения, такие как принудительный воздух, [28] проточные жидкости, [29] термоэлектрические модули (например, тепловые насосы Пельтье или полупроводниковые приборы), [30] радиаторы, [31] проводящие материалы [32] и более высокое отношение поверхности к объему [33] (улучшение до 3,3 Гц с очень тонкими проводами [34] и до 100 Гц с тонкопленочным нитинолом [35]). Самое быстрое срабатывание нитинола было зарегистрировано за счет разряда конденсатора высокого напряжения, который нагрел провод SMA за микросекунды и привел к полному фазовому преобразованию (и высоким скоростям) за несколько миллисекунд. [36]

Недавние достижения показали, что переработка нитинола может расширить термомеханические возможности, позволяя встроить несколько запоминающих устройств формы в монолитную структуру. [37] [38] Исследования в области технологии мульти-памяти продолжаются и обещают предоставить улучшенные устройства с памятью формы в ближайшем будущем [39] , [40], а также применение новых материалов и структур материалов, таких как гибридные материалы с памятью формы. (SMM) и композиты с памятью формы (SMC). [41]

Приложения [ править ]

Скрепка из нитинола согнулась и восстановилась после того, как ее поместили в горячую воду.

Существует четыре наиболее часто используемых типа применения нитинола:

Бесплатное восстановление
Нитинол деформируется при низкой температуре и нагревается до восстановления своей первоначальной формы за счет эффекта памяти формы.
Ограниченное восстановление
Что касается свободного восстановления, за исключением того, что восстановление жестко предотвращается и, таким образом, создается стресс.
Производство работ
Здесь сплаву позволяют восстановиться, но для этого он должен действовать против силы (таким образом выполняя работу).
Сверхэластичность
Нитинол действует как суперэластичный эффект за счет суперэластичного эффекта.
Сверхупругие материалы претерпевают трансформацию, вызванную напряжением, и широко известны своим свойством «памяти формы». Из-за своей сверхэластичности проволока NiTi демонстрирует «эластокалорический» эффект, который представляет собой нагрев / охлаждение под действием напряжения. Провода NiTi в настоящее время исследуются как наиболее многообещающий материал для этой технологии. Процесс начинается с растягивающей нагрузки на провод, которая заставляет жидкость (внутри проволоки) течь в HHEX (горячий теплообменник). Одновременно будет выделяться тепло, которое можно использовать для обогрева окружающей среды. В обратном процессе разгрузка проволоки при растяжении приводит к тому, что жидкость течет в CHEX (холодный теплообменник), в результате чего проволока из никелевого сплава поглощает тепло из окружающей среды. Следовательно, можно снизить (охладить) температуру окружающей среды.
Эластокалорические устройства часто сравнивают с магнитокалорическими устройствами как новые методы эффективного нагрева / охлаждения. Эластокалорическое устройство, изготовленное из никель-титановых проводов, имеет преимущество перед магнитокалорическим устройством, изготовленным из гадолиния, благодаря его удельной охлаждающей способности (при 2 Гц), которая в 70 раз лучше (7 кВтч / кг против 0,1 кВтч / кг). Однако эластокалорические устройства, изготовленные из проволоки NiTi, также имеют ограничения, такие как короткая усталостная долговечность и зависимость от больших сил растяжения (потребление энергии).
В 1989 г. в США и Канаде был проведен опрос семи организаций. Исследование было сосредоточено на прогнозировании будущих технологий, рынка и приложений SMA. Компании предсказали следующие варианты использования нитинола в порядке убывания важности: (1) муфты, (2) биомедицинские и медицинские препараты, (3) игрушки, демонстрации, новинки, (4) исполнительные механизмы, (5) тепловые двигатели, (6) ) Датчики, (7) Криогенно активируемые гнезда матрицы и пузырьковой памяти и, наконец, (8) подъемные устройства. [42]

Сегодня нитинол находит применение в перечисленных отраслях промышленности:

Тепловые и электрические приводы [ править ]

  • Нитинол можно использовать для замены обычных приводов ( соленоидов , серводвигателей и т. Д.), Например, в Stiquito , простом роботе- гексаподе .
  • Пружины из нитинола используются в тепловых клапанах для жидкостей , где материал одновременно действует как датчик температуры и привод.
  • Он используется в качестве привода автофокуса в экшн-камерах и в качестве оптического стабилизатора изображения в мобильных телефонах. [43]
  • Он используется в пневматических клапанах для комфортной посадки и стал промышленным стандартом.
  • 2014 Chevrolet Corvette включает нитиноловых приводы, которые заменяли тяжелые моторизованные приводы для открывания и закрывания люка вентиляции , который выпускает воздух из ствола, что делает его легче закрыть. [44]

Биосовместимые и биомедицинские приложения [ править ]

Основная статья: Биосовместимость нитинола
  • Нитинол обладает высокой биосовместимостью и свойствами, подходящими для использования в ортопедических имплантатах. Из-за уникальных свойств нитинола он пользуется большим спросом в менее инвазивных медицинских устройствах. Нитиноловая трубка обычно используется в катетерах, стентах и ​​сверхэластичных иглах.
  • В колоректальной хирургии [45] этот материал используется в устройствах для восстановления соединения кишечника после удаления патологии.
  • Нитинол используется в устройствах, разработанных Францем Фройденталем для лечения открытого артериального протока , блокирования кровеносного сосуда, проходящего в обход легких и не закрывшегося у младенца после рождения. [46]
  • В стоматологии этот материал используется в ортодонтии для изготовления скоб и проводов, соединяющих зубы. Как только провод SMA помещается в рот, его температура повышается до температуры окружающей среды. Это заставляет нитинол сокращаться до своей первоначальной формы, прилагая постоянную силу для перемещения зубов. Эти провода SMA не нужно повторно затягивать так же часто, как другие провода, потому что они могут сжиматься при перемещении зубьев, в отличие от обычных проволок из нержавеющей стали. Кроме того, нитинол можно использовать в эндодонтии , где файлы из нитинола используются для очистки и формирования корневых каналов во время корневого канала.процедура. Из-за высокой устойчивости к усталости и гибкости нитинола он значительно снижает вероятность поломки эндодонтического файла внутри зуба во время лечения корневых каналов, повышая таким образом безопасность пациента.
  • Еще одно важное применение нитинола в медицине - стенты : разрушенный стент может быть вставлен в артерию или вену, где температура тела нагревает стент, и стент возвращается к своей исходной расширенной форме после удаления ограничивающей оболочки; затем стент поддерживает артерию или вену для улучшения кровотока. Он также используется в качестве замены швов [ необходима ссылка ] - нитиноловая проволока может быть сплетена через две структуры, а затем ей позволено преобразоваться в ее предварительно сформированную форму, которая должна удерживать структуры на месте. [ необходима цитата ]
  • Точно так же разборные структуры, состоящие из плетеных, микроскопически тонких нитиноловых нитей, могут использоваться при нейрососудистых вмешательствах, таких как тромболизис при инсульте, эмболизация и внутричерепная ангиопластика. [47]
  • Более свежий [ когда? ] применение нитиноловой проволоки в женской контрацепции, особенно во внутриматочных спиралях .

Демпфирующие системы в строительстве [ править ]

  • Суперэластичный нитинол находит множество применений в гражданских конструкциях, таких как мосты и здания. Одним из таких приложений является интеллектуальный армированный бетон (IRC), который включает в себя проволоку Ni-Ti, встроенную в бетон. Эти провода могут обнаруживать трещины и сжиматься, чтобы залечить трещины крупного размера. [48]
  • Другое применение - активная настройка собственной частоты конструкции с использованием нитиноловой проволоки для гашения вибраций.

Другие приложения и прототипы [ править ]

  • Созданы демонстрационные модели тепловых двигателей , в которых используется нитиноловая проволока для производства механической энергии из источников горячего и холодного тепла. [49] Прототип коммерческого двигателя, разработанный в 1970-х годах инженером Риджуэем Бэнксом из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли , получил название Banks Engine. [50] [51] [52] [53] [54]
  • Нитинол также используется для изготовления чрезвычайно прочных оправ для очков. [55] Он также используется в пружинах некоторых механических часов.
  • Инженеры компании Boeing успешно провели летные испытания трансформируемых шевронов, активируемых SMA, на Boeing 777-300ER Quiet Technology Demonstrator 2 . [56]
  • Может использоваться как система контроля температуры; изменяя форму, он может активировать переключатель или переменный резистор для регулирования температуры.
  • Он использовался в технологии сотовых телефонов в качестве выдвижной антенны или микрофонной стойки из-за его очень гибкой и механической природы памяти.
  • Он используется для изготовления некоторых хирургических имплантатов, таких как SmartToe .
  • Он используется в некоторых новизне продуктах, такие как само сгибании ложки , которые могут быть использованы любителями и сценических фокусниками , чтобы продемонстрировать «психическое» полномочие или как шутка , как ложка будет сгибаться себя , когда используется для ротационного чая, кофе, или любая другая теплая жидкость.
  • Его также можно использовать в качестве проволоки, которая используется для обнаружения и маркировки опухолей груди, чтобы следующая операция могла быть более точной.
  • Благодаря высокой демпфирующей способности суперэластичного нитинола он также используется в качестве вставки клюшки для гольфа . [57]
  • Никель-титан можно использовать для изготовления косточки бюстгальтеров на косточках . [58] [59] [60]
  • Он используется в некоторых исполнительных сгибание устройств, таких , как разработанные финской технологии компании Modti Inc .
  • Он используется в шейных дужках некоторых наушников благодаря своей сверхэластичности и прочности.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Buehler, WJ; Гильфрих, JW; Wiley, RC (1963). «Влияние низкотемпературных фазовых переходов на механические свойства сплавов, близких к составу TiNi». Журнал прикладной физики . 34 (5): 1475–1477. Bibcode : 1963JAP .... 34.1475B . DOI : 10.1063 / 1.1729603 .
  2. ^ Ван, ИП; Бюлер, WJ; Пикарт, SJ (1965). «Кристаллическая структура и уникальный мартенситный переход TiNi». Журнал прикладной физики . 36 (10): 3232–3239. Bibcode : 1965JAP .... 36.3232W . DOI : 10.1063 / 1.1702955 .
  3. ^ «Сплав, который помнит» , Time , 1968-09-13
  4. ^ Кауфман, Великобритания; Мэйо, И. (1997). "История нитинола: случайное открытие металла с памятью и его применения". Химический педагог . 2 (2): 1-21. DOI : 10.1007 / s00897970111a . S2CID 98306580 . 
  5. ↑ Холка, Нил. «Нитинол» . Мир химии . Королевское химическое общество . Проверено 29 января 2018 .
  6. ^ Оландер, А. (1932). «Электрохимическое исследование твердых сплавов кадмий-золото». Журнал Американского химического общества . 54 (10): 3819–3833. DOI : 10.1021 / ja01349a004 .
  7. ^ Hornbogen, E .; Вассерманн, Г. (1956). "Uber den Einfluβ von Spannungen und das Auftreten von Umwandlungsplastizität bei β1-β-Umwandlung des Messings". Zeitschrift für Metallkunde . 47 : 427–433.
  8. ^ Otsuka, K .; Рен, X. (2005). «Физическая металлургия сплавов с памятью формы на основе Ti-Ni». Прогресс в материаловедении . 50 (5): 511–678. CiteSeerX 10.1.1.455.1300 . DOI : 10.1016 / j.pmatsci.2004.10.001 . 
  9. ^ "Факты о нитиноле" . Nitinol.com. 2013.
  10. ^ Хлуба, Кристоф; Ге, Вэньвэй; Миранда, Родриго Лима де; Штробель, Джулиан; Кинле, Лоренц; Квандт, Экхард; Вуттиг, Манфред (29 мая 2015 г.). «Пленки из сплавов с памятью формы сверхнизкой усталости». Наука . 348 (6238): 1004–1007. Bibcode : 2015Sci ... 348.1004C . DOI : 10.1126 / science.1261164 . ISSN 0036-8075 . PMID 26023135 . S2CID 2563331 .   
  11. ^ Спини, Татьяна Соботтка; Валарелли, Фабрисио Пинелли; Кансаду, Родриго Хермонт; Фрейтас, Карина Мария Сальваторе де; Виллариньо, Денис Жардим; Спини, Татьяна Соботтка; Валарелли, Фабрисио Пинелли; Кансаду, Родриго Хермонт; Фрейтас, Карина Мария Сальваторе де (2014-04-01). «Диапазон температур перехода термически активированных никель-титановых дуг» . Журнал прикладной оральной науки . 22 (2): 109–117. DOI : 10.1590 / 1678-775720130133 . ISSN 1678-7757 . PMC 3956402 . PMID 24676581 .   
  12. ^ Funakubo, Hiroyasu (1984), Сплавы памяти формы , Токийский университет, стр. 7, 176.
  13. ^ a b «Нитиноловая проволока SM495» (PDF) . 2013. Архивировано из оригинала (свойства, PDF) 14.07.2011.
  14. ^ «Производство и термическая обработка нитинола» . memry.com . 2011-01-26 . Проверено 28 марта 2017 .
  15. ^ R Мелинг, Торстейн; Ødegaard, янв (август 1998 г.). «Влияние температуры на упругие реакции на продольное скручивание прямоугольных никель-титановых дуг» . Угловой ортодонт . 68 (4): 357–368. DOI : 10,1043 / 0003-3219 (1998) 068 <0357: TEOTOT> 2.3.CO; 2 (неактивный 2021-01-17). PMID 9709837 . CS1 maint: DOI неактивен с января 2021 г. ( ссылка )
  16. ^ "Нитинол SE508 Wire" (PDF) . 2013. Архивировано из оригинала (свойства, PDF) 14.07.2011.
  17. ^ а б Урбано, Марко; Кода, Альберто; Беретта, Стефано; Каделли, Андреа; Скзерцени, Франк (01.09.2013). Влияние включений на усталостные свойства нитинола . Усталость и разрушение металлических медицинских материалов и изделий . С. 18–34. DOI : 10.1520 / STP155920120189 . ISBN 978-0-8031-7545-7.
  18. ^ a b Робертсон, Скотт В .; Лони, Максимилиан; Шелли, Орен; Онг, Ич; Вьен, Лот; Сентилнатан, Картике; Саффари, Пейман; Шлегель, Скотт; Пелтон, Алан Р. (01.11.2015). «Статистический подход к пониманию роли включений в сопротивлении усталости сверхэластичной нитиноловой проволоки и труб». Журнал механического поведения биомедицинских материалов . 51 : 119–131. DOI : 10.1016 / j.jmbbm.2015.07.003 . ISSN 1878-0180 . PMID 26241890 .  
  19. ^ а б Пелтон, А .; Russell, S .; ДиЧелло, Дж. (2003). «Физическая металлургия нитинола для медицинского применения». JOM . 55 (5): 33–37. Bibcode : 2003JOM .... 55e..33P . DOI : 10.1007 / s11837-003-0243-3 . S2CID 135621269 . 
  20. ^ Морган, N .; Wick, A .; DiCello, J .; Грэм, Р. (2006). «Уровни углерода и кислорода в сплавах нитинола и их значение для производства медицинских устройств и их долговечности» (PDF) . SMST-2006 Материалы международной конференции по памяти формы и суперупругим технологиям . ASM International. С. 821–828. doi : 10.1361 / cp2006smst821 (неактивен 2021-01-17). ISBN  978-0-87170-862-5. LCCN  2009499204 .CS1 maint: DOI неактивен с января 2021 г. ( ссылка )
  21. ^ Миядзаки, S .; Sugaya, Y .; Оцука, К. (1989). «Механизм зарождения усталостных трещин в сплавах Ti-Ni». Материалы с памятью формы: 31 мая - 3 июня 1988 г., Саншайн-Сити, Икебукуро, Токио, Япония . Труды Международного совещания MRS по перспективным материалам. 9 . Общество исследования материалов. С. 257–262. ISBN 978-1-55899-038-8. LCCN  90174266 .
  22. ^ "Влияние микрочистоты на усталостные характеристики нитинола - Материалы конференции - ASM International" . www.asminternational.org . Проверено 5 апреля 2017 .
  23. ^ Fumagalli, L .; Butera, F .; Кода, А. (2009). "Академическая статья (PDF): Провода Smartflex NiTi для приводов с памятью формы" . Журнал материаловедения и производительности . 18 (5–6): 691–695. DOI : 10.1007 / s11665-009-9407-9 . S2CID 137357771 . Проверено 5 апреля 2017 . 
  24. ^ Рахим, М .; Frenzel, J .; Frotscher, M .; Pfetzing-Micklich, J .; Steegmüller, R .; Wohlschlögel, M .; Mughrabi, H .; Эггелер, Г. (01.06.2013). «Уровни примесей и усталостная долговечность псевдоупругих сплавов NiTi с памятью формы». Acta Materialia . 61 (10): 3667–3686. Bibcode : 2013AcMat..61.3667R . DOI : 10.1016 / j.actamat.2013.02.054 .
  25. ^ Патент США 6875949 , Hall, PC, «метод сварки титана и титановых сплавов на основе для цветных металлов» 
  26. ^ Ханлен, Райан; Фокс, Гордон (29 октября 2012 г.). «Сварка плавлением никель-титановых труб и труб из нержавеющей стали 304: Часть I: лазерная сварка» . Журнал интеллектуальных материальных систем и структур . 24 (8).
  27. ^ Фокс, Гордон; Ханлен, Райан (29 октября 2012 г.). «Сварка плавлением никель-титановых труб и труб из нержавеющей стали 304: Часть II: Сварка вольфрамом в среде защитного газа» . Журнал интеллектуальных материальных систем и структур . 24 (8).
  28. ^ Тадесса Y, Тайер N, Прия S (2010). «Настройка времени отклика проволоки из сплава с памятью формы за счет активного охлаждения и предварительного напряжения». Журнал интеллектуальных материальных систем и структур . 21 (1): 19–40. DOI : 10.1177 / 1045389x09352814 . S2CID 31183365 . 
  29. ^ Веллман PS, Пайне WJ, Favalora G, Howe RD (1997). "Механический дизайн и управление тактильным дисплеем из сплава с памятью формы с широким диапазоном частот". Международный симпозиум по экспериментальной робототехнике .
  30. ^ Романо R, Tannuri EA (2009). «Моделирование, управление и экспериментальная проверка нового привода на основе сплавов с памятью формы». Мехатроника . 19 (7): 1169–1177. DOI : 10.1016 / j.mechatronics.2009.03.007 .
  31. ^ Russell RA, RB Gorbet (1995). «Улучшение реакции исполнительных механизмов SMA». Робототехника и автоматизация . 3 : 2299–304.
  32. ^ Чи Сионг л, Ёкои Н, Arai Т (2005). «Улучшение теплоотвода в окружающую среду для сплава с памятью формы (SMA)». Интеллектуальные роботы и системы : 3560–3565.
  33. ^ L, Хуан WM, Фу Уо, Го NQ (2008). «Примечание о размерном эффекте при воздействии на сплавы с памятью формы NiTi электрическим током». Материалы и дизайн . 29 (7): 1432–1437. DOI : 10.1016 / j.matdes.2007.09.001 .
  34. ^ "SmartFlex Datasheets" (PDF) (PDF). Группа САЭС. Архивировано из оригинального (PDF) на 2017-04-06.
  35. ^ Winzek B; Schmitz S; Rumpf H; Sterzl T; Ральф Хассдорф; Thienhaus S (2004). «Последние разработки в технологии тонких пленок с памятью формы». Материалы Наука и техника: A . 378 (1–2): 40–46. DOI : 10.1016 / j.msea.2003.09.105 .
  36. ^ Vollach, Shahaf и Д. Шило. «Механический отклик сплавов с памятью формы на импульс быстрого нагрева». Экспериментальная механика 50.6 (2010): 803-811.
  37. ^ Хан, Мичиган; Чжоу Ю.Н. (2011), Методы и системы обработки материалов, включая материалы с памятью формы , WO Patent WO / 2011 / 014,962
  38. ^ Дэйли, М .; Pequegnat, A .; Zhou, Y .; Хан, М.И. (2012), «Улучшенная термомеханическая функциональность обработанного лазером гибридного сплава NiTi – NiTiCu с памятью формы» , Smart Materials and Structures , 21 (4): 045018, Bibcode : 2012SMaS ... 21d5018D , doi : 10.1088 / 0964- 1726/21/4/045018 , S2CID 55660651 
  39. ^ Дэйли, М .; Pequegnat, A .; Чжоу, Ю.Н. Хан, М. (2012), «Изготовление новой лазерной обработки NiTi microgripper памяти формы с улучшенной функциональностью термомеханической», журнал интеллектуальных материальных систем и сооружений , 24 (8): 984-990, DOI : 10,1177 / 1045389X12444492 , S2CID 55054532 
  40. ^ Pequegnat, A .; Дейли, М .; Wang, J .; Zhou, Y .; Хан, MI (2012), "Динамическое приведение в новых лазерных обработанным NiTi линейный привод", смарт - материалов и конструкций , 21 (9): 094004, Bibcode : 2012SMaS ... 21i4004P , DOI : 10,1088 / 0964-1726 / 21 / 9/094004
  41. Перейти ↑ Tao T, Liang YC, Taya M (2006). «Биологически активная система для плавания с использованием композитов из сплава с памятью формы». Int J Automat Comput . 3страница = 366-373.
  42. ^ Миллер, РК; Уокер, Т. (1989). Обзор сплавов с памятью формы . Отчеты об исследованиях. 89 . Обзоры будущих технологий. п. 17. ISBN 9781558651005. OCLC  38076438 .
  43. ^ Actuator Solutions (18 декабря 2015 г.), SMA AF / OIS Mechanism , извлечено 05 апреля 2017 г.
  44. ^ Билл Hammack (engineerguy) (25 октября 2018). Нитинол: эффект памяти формы и сверхэластичность . YouTube. Событие происходит в 9:18.
  45. ^ http://www.nitisurgical.com/patient_education.htm
  46. ^ Алехандра Мартинс (2014-10-02). «Изобретения боливийского врача, спасшего тысячи детей» . BBC Mundo . Проверено 30 марта 2015 .
  47. ^ Смит, Кит. «Нитиноловые микроплетки для нейроваскулярных вмешательств» . Биодизайн США.
  48. ^ Разработка сплавов с памятью формы (PDF) . 2014. С. 369–401. ISBN  9781322158457.
  49. ^ "Комплект Нитинол Тепловой Двигатель" . Изображения Scientific Instruments. 2007 . Проверено 14 июля 2011 года .
  50. ^ Бэнкс, Р. (1975). "Банковский двигатель". Die Naturwissenschaften . 62 (7): 305–308. Bibcode : 1975NW ..... 62..305B . DOI : 10.1007 / BF00608890 . S2CID 28849141 . 
  51. ^ Vimeo размещение «индивидуалист», документальный фильм о Риджуэй банках
  52. ^ "Однопроводной нитиноловый двигатель", Риджуэй М. Бэнкс, Патент США
  53. ^ "Металлы, которые помнят", Popular Science , январь 1988 г.
  54. ^ "Двигатель не использует топливо", Milwaukee Journal , 5 декабря 1973 г.
  55. ^ Hero Khan (1 ноября 2013 г.), очки с нитинолом , получено 5 апреля 2017 г.
  56. ^ "Boeing Frontiers Online" . www.boeing.com . Проверено 5 апреля 2017 .
  57. ^ "Клубы гольфа памяти" . spinoff.nasa.gov . Проверено 5 апреля 2017 .
  58. ^ Брэди, GS; Клаузер, HR; Ваккари, Дж. А. (2002). Справочник по материалам (15-е изд.). McGraw-Hill Professional . п. 633. ISBN 978-0-07-136076-0. Проверено 9 мая 2009 .
  59. ^ Sang, D .; Ellis, P .; Ryan, L .; Taylor, J .; McMonagle, D .; Petheram, L .; Годдинг, П. (2005). Scientifica . Нельсон Торнс. п. 80. ISBN 978-0-7487-7996-3. Проверено 9 мая 2009 .
  60. ^ Джонс, G .; Фальво, MR; Тейлор, АР; Бродвелл, ВР (2007). «Наноматериалы: проволока памяти» . Наноразмерная наука . NSTA Press. п. 109. ISBN 978-1-933531-05-2. Проверено 9 мая 2009 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • HR Chen, ред., Сплавы с памятью формы: производство, свойства и применение , Nova Science Publishers, Inc. , 2010, ISBN 978-1-60741-789-7 . 
  • YY Chu & LC Zhao, ред., Материалы с памятью формы и их [sic] приложения , Trans Tech Publications Ltd., 2002, ISBN 0-87849-896-6 . 
  • Д. С. Лагудас, ред., Сплавы с памятью формы , Springer Science + Business Media LLC, 2008, ISBN 978-0-387-47684-1 . 
  • К. Оцука и С.М. Уэйман, ред., Материалы с памятью формы , Cambridge University Press, 1998, ISBN 0-521-44487-X 
  • Сай В. Радж, Низкотемпературная ползучесть горячего экструдированного почти стехиометрического сплава NiTi с памятью формы , Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства , Исследовательский центр Гленна , 2013.
  • Джеральд Жюльен, Nitinol Technologies, Inc Edgewood, Wa. Патент США "6422010 Производство деталей и форм из нитинола.

Процесс изготовления деталей и форм из нитинола типа 60 с эффектом памяти формы, включающий: выбор нитинола типа 60. Изобретатель G, Жюльен, генеральный директор Nitinol Technologies, Inc. (штат Вашингтон)

Внешние ссылки [ править ]

  • Общество памяти формы и суперупругих технологий
  • Библиотека ресурсов нитинола
  • Физические свойства нитинола
  • Библиотека технических ресурсов по нитинолу
  • Литература по нитиноловой проволоке
  • Нитинол-трубки
  • Как НАСА заново изобрело колесо - сплавы с памятью формы