الیاژ حافظه دار

آلیاژ حافظه دار. به آلیاژهایی که در طی یک چرخه تنشی یا چرخه حرارتی به شکل اولیه تعریف شده خود، باز می گردند، آلیاژهای حافظه دار ( shape memory alloys ) یا SMA می گویند. آلیاژهای حافظه دار دارای توانایی تغییر ساختار کریستالوگرافی خود در پاسخ به یک محرک، در قالب تنش یا حرارت هستند. این تغییر در ساختار به این معنی است که ماده ای که دارای یک شکل خاص در دما و سطح تنشی معین است، با تغییر دما و سطح تنش، شکل متناظر با آن تغییرات را خواهد داشت. دو ساختار کریستالوگرافی برای آلیاژهای حافظه دار به ترتیب فاز مارتنزیت در دمای پایین و فاز آستنیت در دمای بالا است.
از انواع مهم آلیاژهای حافظه دار می توان به نیکل - تیتانیوم ( Ni - Ti ) ، مس - روی - آلومینیوم و مس - آلومینیوم - نیکل اشاره کرد. معروف ترین و پر کاربردترین آلیاژ حافظه دار، آلیاژ نیکل - تیتانیوم است که با نام تجاری نایتینول ( Nitinol ) شناخته می شود. نایتینول در نیمه قرن بیستم توسط William J. Buehler و همکارانش، در آزمایشگاه نیروی دریایی ( Naval Ordnance Laboratory ) آمریکا کشف و معرفی شد. نامگذاری Nitinol بر اساس ترکیب حروف اختصاری نیکل ( Ni ) ، تیتانیوم ( Ti ) و آزمایشگاه نیروی دریایی ( NOL ) انجام گرفته است. گریدهای مهم نایتینول، نایتینول ۵۵ و نایتینول ۶۰ است. نایتینول ۵۵ آلیاژ نیکل - تیتانیوم با ۵۵ درصد نیکل و ۴۵ درصد تیتانیوم و نایتینول ۶۰ آلیاژ نیکل - تیتانیوم با ۶۰ درصد نیکل و ۴۰ درصد تیتانیوم است. نایتینول دارای خواص الکتریکی و مکانیکی عالی، طول عمر بالا و مقاوم در برابر خستگی است. مقاومت به خوردگی بالایی دارد. بسیار سازش پذیر بوده و برای محکم کنار هم قرار گرفتن مواد متجانس/نامتجانس که به طریق دیگری قادر به چسبیدن به یکدیگر نیستند، بسیار مناسب می باشد. تقاضا برای نایتینول در استنت های قلبی - عروقی مورد استفاده در انژیوپلاستی و سایر ایمپلنت ها و وسایل جراحی، محبوبیت این آلیاژ را نسبت به سایر آلیاژهای دارای حافظه شکلی نمایان می کند. [ ۱]
آلیاژ حافظه دار خواص متفاوتی دارند. دو خاصیت معمول در این آلیاژ
• حافظه داری یک طرفه
• حافظه داری دوطرفه
می باشد. تصویر شماتیک این دو اثر را در شکل زیر ملاحظه می فرمایید:
آلیاژهای حافظه دار یک طرفه، حالت تغییرشکل یافته خود را پس از حذف نیروی خارجی حفظ می کنند و به محض گرمایش و تشکیل فاز آستنیت از مارتنزیت، به شکل اولیه خود باز می گردند. این آلیاژها فقط شکل خود را در فاز آستنیت می توانند بازیابند. اگر آلیاژ حافظه دار علاوه بر فاز آستنیت، بتواند شکل خود را در فاز ماتنزیت نیز بازیابد، به این خاصیت اثر حافظه داری برگشت پذیر یا اثر حافظه داری دو طرفه می گویند. آلیاژهای حافظه دار دارای توانایی به خاطرسپاری شکل خود در هر دو دمای بالا و پایین می باشند و می توانند با تغییر دما شکل های مختلفی را به خود بگیرند.