Apa itu bahan memori bentuk?

Hari ini kami membawa Anda ke blog kami jenis materi yang semakin penting, dan itu tidak lain adalah materi memori bentuk.

Bahan-bahan ini memiliki kekhasan untuk dapat berubah bentuk, dan kemudian memulihkan bentuk aslinya ketika menerapkan stimulus eksternal (biasanya suhu). Seperti yang kami sebutkan beberapa waktu lalu di pos lain , ini adalah bahan pintar .

Contoh contoh, a quién no se le ha doblado un cubierto o un alfiler? Os imagináis que con dejarlos en el radiador recuperaran su forma original? Kontes tipo de materiales es posible, y sus ventajas no se quedan ahí.

Apa itu?

Seperti yang telah kami sebutkan, bahan memori bentuk, setelah mengalami deformasi, dapat memperoleh kembali bentuk aslinya. Jika kita menggambarkannya seperti ini, perilakunya tampak mirip dengan bahan elastis, tetapi pada kenyataannya, mereka sangat berbeda. Keunikannya terletak pada kenyataan bahwa ketika gaya yang menyebabkan deformasi menghilang, bentuknya yang terdeformasi dipertahankan, dan perlu menaikkan suhu material agar kembali ke keadaan semula.

Pemulihan bentuk asli dengan suhu ini disebabkan oleh perubahan struktur internal material. Bahan-bahan ini cenderung memiliki susunan laminar dan fibrilar pada suhu rendah , yang dengan mudah memungkinkan deformasi , karena beberapa lembar dapat bergerak sehubungan dengan yang lain; ini disebut keadaan martensit. Saat dipanaskan , materi itu sendiri mulai memiliki susunan kubik yang jauh lebih kaku, yang tidak lagi memungkinkan pergerakan material dan oleh karena itu tidak ada deformasi; Ini disebut keadaan austenitik. Transisi . ini dari struktur laminar ke struktur kubik memiliki kekuatan sedemikian rupa untuk mengembalikan material ke bentuk aslinya dan membatalkan semua deformasi menderita. Setelah suhu diturunkan lagi, bahan disusun dalam bentuk laminar lagi dan dapat dideformasi lagi. Proses ini khas dari susunan atom bahan, yang berarti dapat diulang berkali-kali tanpa mempengaruhi perilakunya, dan dengan demikian menghindari, misalnya, kerusakan mekanis karena keausan atau kelelahan pada sensor atau katup.

Untuk apa bahan memori bentuk di perusahaan?

Untuk mendapatkan bahan-bahan ini dari fase martensit ke fase austenitik, seperti yang telah kami katakan, perlu untuk meningkatkan suhunya. Ini dapat dicapai dengan memberikan panas , atau sangat mudah, dengan menyalakan listrik . Fakta bahwa suhu bahan-bahan ini dapat dinaikkan atau diturunkan dengan menggunakan listrik, seperti yang telah kami katakan, menjadikannya kandidat yang ideal untuk bertindak sebagai aktuator atau sensor. Pemulihan deformasi selalu sama pada suhu yang sama, yang berarti mereka dapat berfungsi sebagai aktuator dan sensor yang sangat presisi. Selain itu, deformasi yang biasanya terjadi pada bahan ini dilakukan lebih cepat daripada jenis bahan lain yang digunakan secara teratur dalam jenis aplikasi ini.

Kita telah membahas bahwa material yang berubah bentuk dapat memperoleh kembali bentuk aslinya ketika dikenai panas, dan kemudian dapat berubah bentuk lagi. Ini sangat nyaman untuk beberapa aplikasi, tetapi di aplikasi lain seperti aktuator, yang diperlukan adalah mengubah dari satu posisi ke posisi lain, keduanya diperbaiki. Apakah ini mungkin? Jawabannya adalah ya, itu mungkin, karena ada material yang berubah bentuk yang menghadirkan dua memori bentuk pada suhu yang berbeda . Hal ini memungkinkan untuk mengatur geometri material pada dua suhu yang berbeda dan diketahui, yang sangat nyaman.

Jenis Bahan Bentuk

Bahan memori bentuk yang paling banyak digunakan sejauh ini adalah yang bersifat metalik . Di antara mereka, yang disebut Nitinol (paduan Nikel dan Titanium), adalah salah satu yang paling banyak digunakan karena sifatnya yang baik. Meski begitu, ada paduan logam lain yang juga memiliki memori bentuk, seperti paduan Tembaga, Seng dan Aluminium (Cu-Zn-Al); Tembaga, Aluminium dan Nikel (Cu-Al-Ni); o Besi, Mangan dan Silikon (Fe-Mn-Si).

Sampai saat ini, jenis bahan tersebut hanya diperoleh dari sifat logam, tetapi penelitian di bidang ini yang dilakukan dalam beberapa tahun terakhir telah menyebabkan munculnya plastik bahan memori bentuk. Ini, karena sifat plastiknya, sangat menjanjikan, misalnya, dalam aplikasi di mana bagian yang lebih ringan diinginkan. Selain itu, bahan plastik yang dapat berubah bentuk atau sembuh sendiri memiliki sifat yang mirip dengan bahan memori bentuk.

Jenis bahan bentuk lain yang masih dalam penelitian dan penggunaannya belum meluas adalah memori bentuk keramik dan memori bentuk bahan feromagnetik . Meski begitu, kami yakin di masa depan semua jenis material ini akan berdampak besar.

Aplikasi

Berikut kami tunjukkan beberapa contoh penerapannya:

Salah satu aplikasi yang mulai berkembang saat ini adalah menggunakan bahan ini untuk menyambung pipa , tanpa perlu pengelasan. Prinsip yang digunakan sederhana, Anda mengambil bahan memori bentuk, Anda menempatkannya di dalam tabung, dan kemudian Anda menerapkan panas untuk itu sehingga memulihkan bentuk aslinya, dengan diameter yang lebih besar, untuk memperbaiki tabung dengan kokoh. Tekanan yang diberikan oleh material dari dalam tabung membuat mereka saling menempel dan sangat sulit untuk memisahkannya, dalam beberapa kasus tahan lebih baik daripada las.

Prinsip yang sama digunakan misalnya di sektor kesehatan untuk membuka penghalang dalam tubuh. Stent kecil dibuat yang dapat dimasukkan ke dalam pembuluh darah atau arteri yang tersumbat, dan ketika bersentuhan dengan panas tubuh, stent tersebut mengembang, memungkinkan darah mengalir kembali.

Ini adalah beberapa aplikasi bahan ini dalam geometri tabung, tetapi bidang aplikasi dan kemungkinan geometrinya sangat luas. Misalnya, ini dapat diterapkan pada bodi mobil atau pesawat terbang , untuk memodifikasi geometrinya saat bersirkulasi dan karenanya meningkatkan aerodinamikanya , sehingga mengurangi jumlah bahan bakar yang mereka gunakan. Jika kita memikirkan aktuator, yang fungsinya untuk berpindah dari satu posisi ke posisi lain, sebagian besar di masa depan dapat dibuat dari bahan yang dapat berubah bentuk!

Saat ini, kita dapat menemukan bahan memori bentuk di peralatan medis dan perlengkapan kesehatan, mulai dari implan gigi hingga alat bedah (mudah disterilkan). Juga di benda sehari-hari , seperti bra berkawat, yang menggunakan panas tubuh sendiri untuk mendapatkan kembali bentuknya, atau di kasur, yang mendapatkan kembali bentuknya setelah mengalami deformasi karena duduk di atasnya. Karena bahan ini ringan, tahan, dan mampu beroperasi pada suhu tinggi, bahan ini juga banyak digunakan di komponen luar angkasa seperti roket dan wahana antariksa.

Karena semua kemungkinan aplikasi dan keuntungan yang dihadirkan bahan-bahan ini, kami percaya bahwa di tahun-tahun mendatang mereka akan memberikan banyak hal untuk dibicarakan dan kami akan menemukan mereka lebih banyak dan lebih banyak lagi dalam lebih banyak produk tanpa menyadarinya, karena mereka sedang dalam ayunan penuh dan sedang dipelajari lebih dan lebih.

Apakah menurut Anda blog itu menarik? Apakah Anda ingin tahu lebih banyak tentang bahan memori bentuk? Jangan ragu dan hubungi kami !