پاورپوینت آلیاژهای حافظه دار (SMA) – shape memory alloys

دانلود پاورپوینت آلیاژهای حافظه دار (SMA) – shape memory alloys

مقدمه:
موادی که باعث سازگاری سازه با محیط خود می شوند، مواد محرک نامیده می شوند. این مواد می توانند شکل، سفتی، مکان، فرکانس طبیعی و سایر مشخصات مکانیکی را در پاسخ به دما و یا میدان های الکترومغناطیسی تغییر دهند. امروزه پنج نوع ماده محرک به طور عمده استفاده می شود که شامل :۱آلیاژهای حافظه دار:۲ سرامیکهای پیزوالکتریک:۳ مواد مغناطیسی سخت :۴ مایعات الکترورئولوژکال و۵ :مگنتورئولوژیکال می باشند. این مواد از زمره مواد هوشمند محرک می باشند. مواد هوشمند آن دسته از موادی هستند که می توانند به تغییرات محیط به بهترین شکل ممکن پاسخ داده و رفتار خود را نسبت به تغییرات تنظیم نمایند.

آلیاژهای حافظه دار:
آلیاژهای حافظه دار گروه جدیدی از مواد هستند که اگر با ترکیب شیمیایی مشخّص تحت عملیات حرارتی مناسبی قرار گیرند ، توانایی بازگشت به شکل یا اندازه از قبل تعیین شده را از خود نشان   می دهند. در واقع آلیاژهای حافظه داراین توانایی را دارند که اگر آنها را تا بالای دمای ویژه ای گرم کنیم ، قادر به بازیابی شکل اولیه خود خواهند بود. همچنین این مواد قابلیت تبدیل انرژی گرمایی (الکتریکی) را به انرژی مکانیکی دارند واگر گرم وسرد کردن این آلیاژها با جریان الکتریکی کنترل شود؛ میتوان حرکتهای سیکلی با قابلیت تکرار در دفعات متوالی ایجاد کرد. آلیاژهای حافظه دار دو مشخصه بی همتا از خود نشان می دهند : ۱: Shape Memory Effect (رفتار حافظه ای) ۲: Pseudoelastic Behavior (رفتار شبه الاستیک)

ویژگی های دیگر این آلیاژها عبارت است از :
مقاومت به خوردگی بالا ، مقاومت ویژه الکتریکی نسبتا بالا، خواص مکانیکی نسبتا خوب ، خستگی طولانی ، شکل پذیری بالا و قابلیت انطباق با بدن . مهمترین کاربرد این آلیاژها در صنایع هوا فضا و صنایع پزشکی است. این آلیاژها در بیشتر موارد شامل Ni-Ti ، Cu-Zn-Al ، Cu -Al-Ni هستند که در این مقاله آلیاژ Ni-Ti مورد بحث است . در سال ۱۹۶۱ اثر حافظه داری شکل در آلیاژ نیکل- تیتانیوم با درصد اتمی مساوی (۵۰-۵۰%) توسط بوهلر و در آزمایشگاه ناوال اوردنانس (Naval Ordanance Lab) کشف و تحت نام نیتینول (Nitinol) مشهور شد. دو حرف اول نیتینول در ارتباط با نیکل، دو حرف بعدی مربوط به عنصر تیتانیوم و سه حرف آخر در رابطه با آزمایشگاه ناول اوردنانس می باشد.

مکانیزم اصلی که خواص آلیاژهای حافظه دار را کنترل می کند در رابطه با تغییر کریستالی آلیاژ است. به این معنی که ساختار مارتنزیتی در دمای پایین با افزایش دما به ساختار آستنیتی تبدیل می شود و در هنگام سرد کردن؛ فرآیند عکس رخ خواهد داد. بسیاری از مواد، استحاله مارتنزیتی دارند اما برتری که آلیاژهای حافظه دار را نسبت به آلیاژهای دیگر متمایز می نماید قابلیت دو قلو شدن این آلیاژ در فاز مارتنزیت می باشد. در حالیکه مواد دیگر به وسیله لغزش و حرکت نابجائیها تغییر شکل می یابند، آلیاژهای حافظه دار به وسیله تغییر جهت ساده ساختار کریستالهای خود و از طریق مرزهای دو قلوئی به تنشهای اعمال شده، عکس العمل نشان می دهند. اگر در این آلیاژها در دمای پائین، هنگامیکه فاز مارتنزیت حاکم است، تغییر‌فرم پلاستیکی روی ‌دهد، ساختار کریستالی دو قلو شده ای برای آلیاژ ایجاد می شود که ناشی از تغییر فرم پلاستیک می باشد. با گرم‌کردن آلیاژ تغییر فرم یافته تا دمای شروع فاز آستنیت می‌توان شکل اولیه را بازگرداند. این توانائی بعنوان اثر حافظه- شکل خوانده می‌شود و حاصل از تغییر فاز مارتنزیت در دمای پائین به فاز آستنیت در دمای بالا می‌باشد.