فلزات حافظه‌دار یا در واقع آلیاژ حافظه‌دار (SMA) سال‌هاست که کشف شده و تحقیقات روی آن و کاربردهای جدیدش ادامه دارد. اخیراً محققین پیشرفتی بزرگ در این عرصه داشته‌اند و نمونه‌ای ساخته‌اند که بیش از ۱۰ میلیون بار تغییر شکل را تحمل می‌کند.

تیمی از محققین دانشگاه مری‌لند آمریکا و دانشگاه کیل آلمان طی تحقیقات خود آلیاژی فلزی ساخته‌اند که می‌تواند در اثر حرارت تغییر شکل بدهد، آن هم نه ده‌ها یا هزاران بار بلکه این فرآیند تکراری تا ۱۰ میلیون بار هم تداوم پیدا می‌کند. جالب است بدانید که رکورد قبلی فقط ۱۶ هزار بار بوده است و لذا جهشی ۶۰۰ برابری رخ داده است.

SMA یا Shape Memory Alloy به آلیاژهایی گفته می‌شود که اصطلاحاً حافظه‌دار هستند و به عنوان مثال با داغ شدن تغییر شکل می‌دهند و پس از خنک شدن مجدداً به حالت عادی برمی‌گردند. تاکنون آلیاژهای مختلفی با این خصیصه‌ی جالب ساخته شده اما چنین عمر بالایی بی‌سابقه است.

آلیاژ حافظه‌دار با گرما و سپس خنک شدن، تغییر شکل می‌دهد.

آلیاژ حافظه‌دار با گرما و سپس خنک شدن، تغییر شکل می‌دهد.

کاربرد SMA ساخت انواع اکچوئیتور (محرک) است، محرک‌هایی بسیار کوچک که با اعمال سیگنال الکتریکی یا گرما تغییر شکل می‌دهند و اعمال نیرو می‌کنند. در واقع ماده دچار تغییر فاز موقتی می‌شود. تغییر شکل به دو دلیل صورت می‌گیرد: ساختار آلیاژ و بیشتر بودن مقدار انرژی وارد شده به سیستمی که دچار اعوجاج شده از حدی که بازگشت‌ناپذیری نتیجه‌ی آن است.

ساختار داخلی آلیاژ حافظه‌دار در تغییر شکل ماکروسکوپیک آن نقش اساسی دارد.

ساختار داخلی آلیاژ حافظه‌دار در تغییر شکل ماکروسکوپیک آن نقش اساسی دارد.

در ویدیوی زیر نمایشی از این خاصیت جالب به تصویر کشیده شده است: 

و نسخه‌ی رزولوشن بالا از یوتیوب:

در سال ۱۹۶۳ برای اولین بار پدیده‌ی به خاطر سپردن شکل اولیه یا در واقع حافظه‌دار بودن آلیاژها کشف شد. کامپوزیتی فلزی از جنس نیکل و تیتانیوم که هنوز هم پس از نیم قرن کاربرد دارد. تاکنون دو مشکل جدی پیش روی آلیاژ حافظه‌دار وجود داشته که مانع کاربرد وسیع آن شده است، مشکل اول خستگی یا Fatigue است که در نهایت به خراب شدن و کار نکردن می‌انجامد و مورد دوم برگشت‌ناپذیری کامل است به این معنی که فرضاً یک فنر ساخته شده با آلیاژ حافظه‌دار دقیقاً به حالت اولیه‌ی خویش برنمی‌گردد.

دو مشکل فوق را در یک کاربرد ساده در نظر بگیرید: باز نگه‌داشتن رگ‌های آسیب دیده توسط محرکی کوچک؛ در چنین کاربردی که مسأله حیاتی است، نمی‌توان اطمینان ۱۰۰ درصدی به این نوع محرک‌ها داشت.

با اضافه شدن مواد دیگر به ترکیب نیکل تیتانیوم، خواص مکانیکی، حرارتی و بیوشیمیایی آن بهبود پیدا می‌کند.

در تحقیقات اخیر که در ژونال ساینس منتشر شده، توضیحاتی در مورد چگونگی اضافه کردن ناخالصی‌های کوچک از جنس تیتانیوم مس (ترکیب Ti2CU) داده شده است. با اضافه کردن این ناخالصی می‌توان تغییر شکل و در واقع رفت و برگشت را تا ۱۰ میلیون بار و بیشتر امکان‌پذیر کرد.

صنعت محرک‌های کوچک و ظریف با چنین پیشرفت بزرگی، متحول می‌شود و حتی ممکن است در آینده روش‌های دیگری برای افزایش کارایی و عمر مفید پیدا شود.

برگرفته از: ExtremeTech

2 votes, average: 5٫00 out of 52 votes, average: 5٫00 out of 52 votes, average: 5٫00 out of 52 votes, average: 5٫00 out of 52 votes, average: 5٫00 out of 5 (2 نظر، امتیاز: 5٫00 از 5)
برای نظر دادن ابتدا باید ثبت نام کنید.
Loading...
لينک کوتاه:

FacebookTwitterGoogle


بيشتر بخوانيد:

دیدگاه بگذارید

اطلاع از
ehsan
مهمان

دوست عزیز سلام، مطلب خوبی بود. میشه لطف کنیدچیزای جدیدی که از این الیاژ دارید برام ایمیل کنید مخصوصا کلیپ این الیاژ رو، ازتون خیلی متشکرم بسیار جالب بود.
ehsanesfandyari1364@yahoo.com

alireza1411
مهمان

سلام
نه کلیپ یا مطلبی ندارم.
به علت استقبال بسیار ضعیف از مطالب علمی، مطلب علمی بسیار کم مینویسم.

wpDiscuz

تبلیغات

تبلیغات

تبلیغات

×