Кадимки акылмандыкка ылайык, металлдар эң бышык жана туруктуу материалдар болуп саналат. Бирок деформациядан кийин сырткы жүктү колдонбостон өз формасын калыбына келтире алган эритмелер бар. Алар ошондой эле аларды конструкциялык материалдардан айырмалап турган башка уникалдуу физикалык жана механикалык касиеттери менен мүнөздөлөт.
Кубулуштун маңызы
Эритмелердин формалык эс тутум эффектиси – алдын ала деформацияланган металл ысытуунун натыйжасында же жөн эле түшүргөндөн кийин өзүнөн-өзү калыбына келет. Бул адаттан тыш касиеттер 1950-жылдары эле окумуштуулар тарабынан байкалган. 20-кылым Ошондо да бул кубулуш кристаллдык торчодогу мартенситтик трансформациялар менен байланышкан, анын жүрүшүндө атомдордун иреттүү кыймылы болгон.
Формадагы эс тутумдагы мартенсит термоэластикалык. Бул түзүлүш сырткы катмарларында керилип, ички катмарларында кысылган жука пластинка түрүндөгү кристаллдардан турат. Деформациянын «алып жүрүүчүлөрү» фаза аралык, кош жана кристалл аралык чек аралар болуп саналат. деформацияланган жылытуу кийинэритмесинде металлды баштапкы формасына кайтарууга аракет кылган ички стресстер пайда болот.
Спонтандык калыбына келүү мүнөзү мурунку таасирдин механизмине жана ал уланган температуралык шарттарга жараша болот. Эң кызыктуусу бир нече миллион деформацияга барабар болгон көп циклдүүлүк.
Форманы эс тутум эффектиси бар металлдар жана эритмелер дагы бир уникалдуу касиетке ээ - материалдын физикалык жана механикалык мүнөздөмөлөрүнүн температурадан сызыктуу эмес көз карандылыгы.
Сорттор
Жогорудагы процесс бир нече формада болушу мүмкүн:
- супер пластикалык (супер ийкемдүүлүк), мында металлдын кристаллдык структурасы нормалдуу абалдагы ийкемдүүлүктөн бир топ ашкан деформацияларга туруштук бере алат;
- бир жана кайтуучу форманын эс тутуму (акыркы учурда эффект термикалык цикл учурунда кайра-кайра чыгарылат);
- алдыга жана тескери трансформациянын ийкемдүүлүгү (мартенситтик трансформациядан өткөндө муздатуу жана ысытуу учурунда штаммдын топтолушу);
- кайтарылуучу эс: ысытылганда адегенде бир деформация калыбына келет, андан кийин температуранын андан ары жогорулашы менен экинчиси;
- багытталган трансформация (жүктү алгандан кийин деформациялардын топтолушу);
- псевдоэластика - ийкемдүү эмес деформацияларды 1-30% диапазонундагы ийкемдүү маанилерден калыбына келтирүү.
Эффект менен металлдардын баштапкы абалына кайтууформанын эс тутуму ушунчалык күчтүү болгондуктан, аны чыңалууга жакын күч менен басууга болбойт.
Материалдар
Мындай касиеттери бар эритмелердин ичинен эң кеңири тарагандары титан-никель (49–57% Ni жана 38–50% Ti). Алардын жакшы көрсөткүчтөрү бар:
- жогорку күч жана коррозияга туруктуулук;
- маанилүү калыбына келтирүү фактору;
- баштапкы абалга кайтуудагы ички стресстин чоң мааниси (800 МПа чейин);
- биологиялык структуралар менен жакшы шайкештик;
- титирөөнү эффективдүү жутуу.
Титан никелидинен (же нитинолдон) башка эритмелер да колдонулат:
- эки компонент - Ag-Cd, Au-Cd, Cu-Sn, Cu-Zn, In-Ni, Ni-Al, Fe-Pt, Mn-Cu;
- үч компоненттүү - Cu-Al-Ni, CuZn-Si, CuZn-Al, TiNi-Fe, TiNi-Cu, TiNi-Nb, TiNi-Au, TiNi-Pd, TiNi-Pt, Fe-Mn -Si жана башкалар.
Легирленген кошумчалар мартенситтик трансформация температурасын бир топ өзгөртө алат, бул кыскартуу касиеттерине таасирин тийгизет.
Өнөр жайда колдонуу
Форма эс тутумунун эффектин колдонуу көптөгөн техникалык маселелерди чечүүгө мүмкүндүк берет:
- фалактоо ыкмасына окшош бекем түтүк агрегаттарын түзүү (фланецтүү туташтыруулар, өзүн-өзү бекемдөөчү клиптер жана муфталар);
- кысуучу аспаптарды, кармагычтарды, түртүүчүлөрдү өндүрүү;
- дизайн"суперпрингтер" жана механикалык энергиянын аккумуляторлору, кадамдык кыймылдаткычтар;
- окшош эмес материалдардан (металл-металл) же жетүүгө кыйын жерлерде ширетүү же ширетүү мүмкүн болбой калганда муундарды түзүү;
- кайра колдонулуучу кубаттуу элементтерди өндүрүү;
- микросхемалардын корпусунун пломбалары, аларды туташтыруу үчүн розеткалар;
- ар кандай түзүлүштөрдө (өрт сигнализациясы, сактагычтар, жылуулук кыймылдаткычынын клапандары жана башкалар) температура контроллерлорун жана сенсорлорду өндүрүү.
Космостук енер жайы учун мындай приборлорду (өзүнчө орнотулган антенналар жана күн батареялары, телескопиялык приборлор, космос мейкиндигинде монтаждоо жумуштары үчүн аспаптар, айлануучу механизмдер үчүн жетектер - рульдер, жалюзилер, люктар, манипуляторлор) түзүүнүн чоң перспективалары бар.. Алардын артыкчылыгы мейкиндиктеги мейкиндик абалын бузган импульстук жүктөрдүн жоктугунда.
Формаларды эс тутумдагы эритмелерди медицинада колдонуу
Медициналык материал таанууда мындай касиеттерге ээ металлдар төмөнкүдөй технологиялык түзүлүштөрдү жасоо үчүн колдонулат:
- сөөктөрдү чоюу, омуртканы түздөө үчүн тепкич моторлор;
- кан алмаштыруучу фильтрлер;
- сыныктарды оңдоо үчүн түзмөктөр;
- ортопедиялык приборлор;
- веналар жана артериялар үчүн кыскычтар;
- жасалма жүрөк же бөйрөк үчүн насостун бөлүктөрү;
- кан тамырларга имплантациялоо үчүн стенттер жана эндопротездер;
- тиш тишин оңдоо үчүн ортодонтиялык зымдар.
Кемчиликтер жана перспективалар
Өзүнүн чоң потенциалына карабастан, формалык эс тутум эритмелери алардын кеңири жайылышын чектеген кемчиликтерге ээ:
- кымбат химия компоненттери;
- татаал өндүрүш технологиясы, вакуумдук жабдууларды колдонуу зарылчылыгы (азот жана кычкылтек аралашмаларын кошпоо үчүн);
- фаза туруксуздугу;
- металлдардын төмөнкү иштетүү жөндөмдүүлүгү;
- конструкциялардын жүрүм-турумун так моделдөөдөгү жана керектүү мүнөздөмөлөргө ээ эритмелерди өндүрүүдөгү кыйынчылыктар;
- картаюу, чарчоо жана эритмелердин бузулушу.
Технологиянын бул багытын өнүктүрүүнүн перспективдүү багыты болуп формалык эс-тутум эффектиси бар металлдардан жабууларды түзүү, ошондой эле темирдин негизинде мындай эритмелерди өндүрүү саналат. Композиттик структуралар эки же андан көп материалдардын касиеттерин бир техникалык чечимге айкалыштырууга мүмкүндүк берет.
