NITINOL LÀ GÌ

Nó là một hợp kim kim loại niken-titan với một số tính chất độc đáo.

Bạn đang xem: Nitinol là gì

Nó còn được gọi là Niken titan. Hợp kim này thể hiện tính siêu dẻo hoặc giả và tính chất bộ nhớ hình dạng. Nó có nghĩa là kim loại độc đáo này có thể nhớ hình dạng ban đầu của nó và cho thấy độ đàn hồi tuyệt vời khi bị căng thẳng.

Thành phần Nitinol

Hợp kim kim loại này bao gồm niken và titan. Nó chứa hai nguyên tố này với tỷ lệ nguyên tử xấp xỉ bằng nhau. Niken là một chất gây dị ứng được biết đến và nó cũng có thể có đặc tính gây ung thư. Vì lý do này, hàm lượng niken của hợp kim này đã gây ra mối lo ngại lớn về tính hữu dụng của nó trong ngành y tế.

Sản xuất Nitinol

Kiểm soát thành phần cực kỳ chặt chẽ là cần thiết để chế tạo hợp kim này. Vì lý do này, rất khó để chuẩn bị hợp kim này. Khả năng phản ứng phi thường của titan là một trở ngại khác trong quá trình chuẩn bị. Hai phương pháp nóng chảy chính hiện đang được sử dụng cho mục đích này:

Làm lại hồ quang chân không: Trong phương pháp này, một hồ quang điện được đánh vào giữa một tấm đồng làm mát bằng nước và các nguyên liệu thô. Khuôn đồng làm mát bằng nước được sử dụng để nấu chảy các thành phần trong chân không cao để ngăn chặn sự giới thiệu carbon.

Nóng chảy cảm ứng chân không: Các nguyên liệu thô được nung nóng trong nồi nấu bằng carbon sử dụng từ trường xen kẽ. Điều này cũng được thực hiện trong chân không cao; tuy nhiên, carbon được giới thiệu trong quá trình này.


*

Không có số lượng đáng kể dữ liệu cho thấy sản phẩm của một phương pháp tốt hơn phương pháp kia. Cả hai phương pháp này đều có những ưu điểm khác nhau. Các phương pháp khác như nóng chảy sọ cảm ứng, nóng chảy hồ quang plasma và nóng chảy chùm tia điện tử cũng được sử dụng cho mục đích này ở quy mô cửa hàng. Quá trình lắng đọng hơi vật lý cũng được sử dụng trong các phòng thí nghiệm.

Biểu tượng Nitinol

Hợp kim kim loại này được biểu thị bằng các ký hiệu của các kim loại cấu thành của nó. Công thức cho hợp kim này là NiTi .

Lịch sử Nitinol

Tài liệu này bắt nguồn từ tên của nó từ các thành phần và nơi khám phá của nó. Năm 1962, William J. Buehler và Frederick Wang lần đầu tiên phát hiện ra tính chất độc đáo của kim loại này tại Phòng thí nghiệm của Hải quân.

Thương mại hóa hợp kim này là không thể cho đến một thập kỷ sau. Sự chậm trễ này chủ yếu là do khó khăn trong việc nấu chảy, gia công và xử lý vật liệu.

Tính chất nitinol

Bộ nhớ hình dạng và tính chất siêu dẻo là tính chất độc đáo nhất của hợp kim này. Thuộc tính bộ nhớ hình dạng cho phép kim loại này ghi nhớ hình dạng ban đầu của nó và giữ nó khi được nung nóng trên nhiệt độ biến đổi của nó. Nó xảy ra do các cấu trúc tinh thể khác nhau của niken và titan. Kim loại giả đàn hồi này cũng cho thấy độ đàn hồi đáng kinh ngạc, gấp khoảng 10 đến 30 lần so với bất kỳ kim loại thông thường nào.

Dưới đây là một số tính chất cơ lý cơ bản của hợp kim này:

Tính chất vật lý

Ngoại hình: đây là một kim loại bạc sáng.

Mật độ: Mật độ của hợp kim này là 6,45 gm / cm3

Điểm nóng chảy: Điểm nóng chảy của nó là khoảng 1310 ° C.

Điện trở suất: Nó có điện trở suất 82 ohm-cm ở nhiệt độ cao hơn và 76 ohm-cm ở nhiệt độ thấp hơn.

Độ dẫn nhiệt: Độ dẫn nhiệt của kim loại này là 0,1 W / cm- ° C.

Nhiệt dung: Nhiệt dung của nó là 0,077 cal / gm- ° C.

Nhiệt độ tiềm ẩn: vật liệu này có nhiệt độ tiềm ẩn là 5,78 cal / gm.

Độ nhạy cảm từ: Độ nhạy cảm từ của nó là 3,8 emu ở nhiệt độ cao và 2,5 ở nhiệt độ thấp.

Xem thêm: Điểm Chuẩn Đại Học Vinh 2020 Chính Xác, Trường Đại Học Vinh

Tính chất cơ học

Độ bền kéo tối đa: Độ bền kéo cuối cùng của vật liệu này nằm trong khoảng từ 754 đến 960 MPa.

Độ giãn dài điển hình đến gãy xương: 15,5%

Sức mạnh năng suất điển hình: 560 MPa ở nhiệt độ cao; 100 MPa ở nhiệt độ thấp

Mô đun đàn hồi gần đúng: 75 GPa ở nhiệt độ cao; 28 GPa ở nhiệt độ thấp

Tỷ lệ xấp xỉ của Poisson: 0,3

Làm thiết bị Nitinol

Xử lý nhiệt của vật liệu này là rất quan trọng và tinh tế. Sự kết hợp xử lý nhiệt - xử lý lạnh rất quan trọng để kiểm soát các tính chất hữu ích của kim loại này.

Dây Nitinol

Nitinol được sử dụng để chế tạo dây truyền động bộ nhớ hình dạng được sử dụng cho nhiều mục đích công nghiệp. Dây này được sử dụng cho hướng dẫn , bút stylus và các tệp chỉnh nha . Dây này là lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi tải và dỡ tải cao nguyên ứng suất cao cũng như cho khung mắt kính và ăng ten điện thoại di động. Tuy nhiên, công dụng chính của dây này là trong stent và giỏ lấy đá.

Stent nitinol

Hợp kim này được sử dụng để sản xuất stent nội mạch rất hữu ích trong điều trị các bệnh tim khác nhau. Nó được sử dụng để cải thiện lưu lượng máu bằng cách chèn stent titan titan bị sập vào tĩnh mạch và đốt nóng nó. Những stent này cũng được sử dụng để thay thế cho chỉ khâu.

Giỏ Nitinol

Giỏ dây niken titan rất phù hợp cho nhiều ứng dụng y tế vì nó lò xo và ít bị xẹp hơn so với nhiều kim loại khác. Dụng cụ giỏ này rất hữu ích cho túi mật.

Sử dụng Nitinol

Dưới đây là một số ứng dụng chính của hợp kim kim loại Nitinol :

* Ứng dụng y tế

Hợp kim này rất hữu ích trong nha khoa, đặc biệt là trong chỉnh nha cho dây và giá đỡ nối với răng. Sure Smile (một loại niềng răng) là một ví dụ về ứng dụng chỉnh nha của nó.

Nó cũng được sử dụng trong nội nha chủ yếu trong các kênh gốc để làm sạch và định hình các kênh gốc.

Trong phẫu thuật đại trực tràng, nó được sử dụng trong các thiết bị khác nhau cho mục đích kết nối lại ruột sau khi bệnh lý được loại bỏ.

Stent nitinol là một ứng dụng quan trọng khác của kim loại này trong thuốc.

Đặc tính tương thích sinh học của nó làm cho hữu ích trong cấy ghép chỉnh hình.

Dây nitinol có thể được sử dụng để đánh dấu và định vị khối u vú.

Việc sử dụng ống Nitinol cho các mục đích y tế khác nhau đang ngày càng phổ biến.

* Sử dụng công nghiệp

Dây nitinol được sử dụng trong các động cơ nhiệt mô hình được chế tạo cho mục đích trình diễn.

Vật liệu này được sử dụng trong điều khiển nhiệt độ. Thuộc tính thay đổi hình dạng của nó có thể được sử dụng để kích hoạt một điện trở thay đổi hoặc một công tắc để kiểm soát nhiệt độ.

Kim loại này thường được sử dụng trong lò xo đồng hồ cơ.

Nó được sử dụng làm micrô bùng nổ hoặc ăng ten có thể thu vào trong công nghệ điện thoại di động vì tính chất bộ nhớ linh hoạt và cơ học.

Lò xo Nitinol được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau cho mục đích sử dụng các tính chất siêu dẻo của kim loại này.

Tấm nitinol được sử dụng để đục lỗ, dập và vẽ sâu.

* Công dụng khác

Nó cũng được sử dụng như một vật chèn cho các câu lạc bộ golf vì khả năng thay đổi hình dạng của nó.

Nó là một lựa chọn phổ biến để làm khung kính cực kỳ đàn hồi.

Nitinol được sử dụng để làm thìa tự uốn được sử dụng trong các chương trình ảo thuật.

Sẵn có Nitinol

Niken titan có sẵn trong các hình thức khác nhau bao gồm dây, ống, tấm và lò xo. Eastsun Titanium là một trong những nhà sản xuất và cung cấp hợp kim kim loại hàng đầu này. Tuy nhiên, các hình thức khác nhau của kim loại này cũng có sẵn trực tuyến với giá cả hợp lý.

Nitinol được tính trong số các hợp kim kim loại hữu ích nhất với nhiều ứng dụng công nghiệp và y tế. Nó thường là sự lựa chọn tốt nhất cho nhiều ứng dụng đòi hỏi sự chuyển động và tính linh hoạt rất lớn. Tuy nhiên, vật liệu này đã cho thấy sự thất bại mệt mỏi trong nhiều ứng dụng đòi hỏi khắt khe. Các chuyên gia đang làm việc chăm chỉ cho mục đích xác định giới hạn độ bền của hợp kim kim loại này.