. فهرست مطالب

۱- مقدمه و تاریخچه ۶

۲- پیش گفتار ۷

۳-آلیاژهای حافظه دار ۸

۴- سوپر الاستیسیته ۱۰

۵- مزایا مربوط با رفتار سوپر الاستیک آلیاژحافظه دارنایتینول ۱۱

۶- معایب مربوط به رفتار سوپر الاستیک آلیاژ حافظه دار نایتینول ۱۲

۱- آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول ۱۵

۲-پروسة آزمایشگاهی ۱۷

۳-بررسی ها ۱۸

مرفولوژی و توزیع حفره ها ۱۸

ارزیابی ریز ساختار ۲۳

آنالیزC DS 26

4- تکامل خواص مکانیکی – آزمون فشار ۲۸

۱-ساختارهای کریستالی ۳۲

کریستالوگرافی مارتنزیتی ۳۲

ساختار و فاز R 35

2- رفتار مکانیکی آلیاژهای نایتینول ۳۶

منحنی تنش – کرنش ۳۶

۳- رفتار ترمومکانیکی ۳۸

خاصیت ارتجاعی کاذب ۳۹

اثر حافظه دار یک طرفه و دو طرفه ۳۹

۴- اثر عملیات ترمودینامیکی ۴۱

اثر حافظ شکل و شبه الاستیسیته ۴۱

۵- خصوصیات دندانه ای سوپر الاستیک سیم های نایتینول ۴۱

۶- مطالعات اولیه اتصالات پیوندهای مسی بین سیم های نایتینول ۴۲

ریزساختار ۴۳

۷-نرخ کرنش وابسته به مکانیزم تغییر شکل در آلیاژهای حافظه دار Ni-Ti-Cr 46

1- ساخت آلیاژهایی بر پایه نایتینول ۴۸

فرآیند ذوب و ریخته گری ۴۸

متالورژی پودر و دیگر تکنیکهای آلیاژهای نایتینول ۵۳

۲- کاربرد ها ۵۶

۱ -کاربردهای صنعتی ۵۶

۲-کاربرد آلیاژهای حافظه دار درمهندسی پزشکی ۵۹

موارد استفاده پزشکی از آلیاژ Ni-Ti 61

نتیجه گیری ۷۰

منابع ومآخذ ۷۱

پیوست ها ۷۲

 

 

1-   مقدمه و تاريخچه 

 وقتي يك آلياژ معمولي تحت بار خارجي بيش از حد الاستيك قرار ميگيرد تغيير شكل ميدهد . اين نوع تغيير شكل بعد از حذف بار باقي مي ماند . آلياژ حافظه دار  منجمله نايتينول  رفتار متفاوتي از خود ارائه مينمايد . در دماي پايين يك نمونه حافظه دار مي تواند تغيير شكل پلاستيك چند درصدي را تحمل كند و سپس به صورت كامل به شكل اوليه در دماي بالا برگردد . و اين تنها با افزايش دماي نمونه ممكن است. اين فرآينددربارةپديدةحافظه داري شكل اولين بار در سال1932 توسط,Change Readمشاهد شدآنها وارون پذيري حافظه شكلي رادر AuCd ازطريق مطالات فلزشناسي وتغيرات مقاومت الياژ بررسي كردند و  براي مدت زمان طولاني در حد كنجكاوي آزمايشگاهي باقي  ماند تا اينكه اين در سال 1956 مشاهدات و تحقيقات مربوط به تز دكتراي Horbojen در موضوع اثر حافظه دار  در آلياژ CuZn منتشر شد و در سال 1963 كشف حافظه داري شكل در آلياژ NiTi با درصد اتمي مساوي (50-50%) توسط Buhler و همكارانش  نظر دانشمندان ومحققين را جلب نمود. در اين هنگام تحقيق درباره متالورژي و كاربرد هاي عملي اوليه آن به طور جدي آغاز شد. در سال 1967 دركنفرانس Buhler,Nol و همكارانش تحقيقات گستردة خود را بر روي Nitinol و كاربرد هاي تجاري فراوان در صنايع ارائه دادند.  از سال  1980 Hawt,Micheal  با انتشار مقاله بر روي برنج مادة جديد حافظه دار ديگر را معرفي كردند و   بعد رفتار سوپرالاستيك مواد حافظه دار و بويژه نايتينول به منظور وسايل پزشكي و صنعتي توسعه يافت و كشف مزاياي اساسي وعملي آن ها هر روز رو به افزايش است .                                                                                                       

2- پيش گفتار 

 انواع مواد هوشمند را برمبناي نوع تبديل انرژي كه صورت مي گيرد طبقه بندي 

مي كنند :

1- الكترومكانيكي : مواد پيزوالكتريك، مواد الكترو استريكتيو، سيالات الكترور ژئولورژيكال 

2-  مكانيكي مغناطيسي : مواد مگنتو استريكتيو ، سيالات مگنتو ژئولورژيكال 

3- مكانيكي نوري : فيبرهاي نوري 

4- مكانيكي – حرارتي : آلياژهاي حافظه دار 

 

 

3-آلياژهاي حافظه دار 

 به طور خلاصه  موادي هستند كه هر گاه در دماي پايين در فاز مارتنزيتي خود دچار تغيير فرم مكانيكي گردند ، با افزايش دما شكل اوليه خود را باز مي يابند ، نيروي كه عامل اين تغييرات است همان ساختار كريستالي و تبديل مارتنزيتي مي‌باشد .اين مواد داراي محدودة مشخص دماي هستند كه عبور از آن ها مي تواند حافظة اين مواد را از بين ببرد . از طرفي هنگامي كه اين مواد به عنوان محرك به كار مي روند در دماي مشخص مي توانند فعال شوند  و اين خود مسئله مهمي براي طراحي مي باشد . يا به عبارتي در پديده حافظه داري، نمونه در حالت كاملاً مارتنزيتي به مقدار معيني تغيير فرم داده مي شود سپس با گرم كردن نمونه و برگشت آن به حالت آستنيتي، شكل نمونه نيز به حالت اول خود بر گردد . 

 

 

 

شكل (1) سيكل حرارتي مكانيكي توصيف كننده پديده حافظه داري شكلي

 

شكل(1) چگونگي پديده حافظه داري شكل را با تبديل دو فاز آستنيت و مارتنزيت به يكديگر نشان مي دهد. 

بررسي بر روي تغيير حالت متالورژيكي نمونه جامد ، تغيير آرايش اتم ها بدون هيچگونه تغييري در تركيب شيميايي فاز زمينه را نشان مي دهد. اين تغيير آرايش منجر به ايجاد ساختار كريستالي فاز جديد و پايدار مي شود. پيشرفت تغيير حالت بدون نياز به حركت و جابجايي اتمها به صورت مجزا ، را مي توان مستقل از زمان دانست و به همين دليل مي توان وابستگي دما را به عنوان تنها عامل پيشرفت اين تغيير نشان داد. 

 

 

(شكل-2 ) شماتيك تغير فرم آلياژ حافظه دار 

Af: دماي پاياني آستنيت   As: دماي شروع آستنيت

Mf: دماي پاياني مارتنزيت  Ms: دماي شروع مارتنزيت

 

 

4- سوپر الاستيسيته

سوپرالاستيسيته نايتينول مواد مهم استراتژيك دامنة‌وسيعي از روش ها و طراحي هاست خصوصيت كليدي  مواد سوپر الاستيك براي طراحان و كاربران حالت ميانه بين پليمرها و فلزات مرسوم است . استحكام فلزات و انعطاف پذيري پلاستيك يا «‌فوق فنر »‌ كه از نظر كيفي سوپر الاستيسيته  نايتينول قابل توجه است . خصوصيات خيلي خوب اين آلياژ خواص مكانيكي و الكتريكي ، عمر  خستگي طولاني و همچنين مهمترين و مناسبت ترين خصوصيات سوپر الاستيك نايتينول به شرح زير است .

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.