دانلود پاورپوینت آلیاژهای حافظه دار شکلی و کاربردهای مهندسی آنها

آلیاژهای حافظه دار شکلی دسته‌ای پیشرفته از مواد هوشمند هستند که توانایی منحصر‌به‌فردی در بازیابی شکل اولیه خود پس از تغییر فرم‌های شدید دارند. این ویژگی که ناشی از یک استحاله فازی در ساختار کریستالی آن‌هاست، باعث شده تا این آلیاژها به یکی از جذاب‌ترین گزینه‌ها در مهندسی مدرن تبدیل شوند.

مبنای عملکرد این مواد بر پایه پدیده‌ای به نام استحاله فازی برگشت‌پذیر بین دو فاز اصلی «آستنیت» (فاز دمای بالا با سختی بیشتر) و «مارتنزیت» (فاز دمای پایین با انعطاف‌پذیری بالا) استوار است. بر خلاف فولادهای معمولی که تغییر شکل پلاستیک در آن‌ها دائمی است، در آلیاژهای حافظه دار شکلی، زمانی که ماده در حالت مارتنزیتی تغییر شکل می‌دهد، با اعمال حرارت و تبدیل مجدد به فاز آستنیت، تمامی تنش‌های پسماند آزاد شده و قطعه به ابعاد دقیق اولیه خود باز می‌گردد. این ویژگی که «اثر حافظه داری» نامیده می‌شود، در کنار خاصیت دیگری به نام «سوپرالاستیسیته» (فوق‌کشسانی) که اجازه می‌دهد ماده بدون نیاز به حرارت و تنها با برداشتن بار، کرنش‌های بسیار بزرگی را تحمل کند، پایه و اساس طراحی عملگرهای مینیاتوری و سیستم‌های میرایی لرزه‌ای را تشکیل می‌دهد.

از منظر ترکیب شیمیایی، نایتینول (آلیاژ نیکل-تیتانیوم) رایج‌ترین و کاربردی‌ترین نوع این مواد است، هرچند ترکیبات پایه مس و آهن نیز برای کاربردهای خاص توسعه یافته‌اند. نایتینول به دلیل زیست‌سازگاری فوق‌العاده و مقاومت به خوردگی بالا، انقلابی در مهندسی پزشکی ایجاد کرده است؛ به طوری که در ساخت استنت‌های قلبی-عروقی که درون رگ باز می‌شوند، سیم‌های ارتودنسی با نیروی ثابت و ابزارهای جراحی کم‌تهاجمی به وفور استفاده می‌شود. علاوه بر پزشکی، در صنایع هوافضا نیز از این آلیاژها برای ساخت لولاهای خودکار در پنل‌های خورشیدی ماهواره‌ها و نازل‌های متغیر موتور جت استفاده می‌شود تا نیاز به موتورهای الکتریکی سنگین و پیچیده حذف شده و وزن نهایی سازه به طور محسوسی کاهش یابد.

در نهایت، گسترش کاربردهای مهندسی این مواد فراتر از صنایع خاص رفته و امروزه در مهندسی عمران و ساخت‌وساز نیز به عنوان ابزاری برای مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله مورد توجه قرار گرفته‌اند. استفاده از میلگردهای حافظه دار در بتن یا به عنوان میراگر در اتصالات ساختمان، این امکان را فراهم می‌کند که پس از وقوع زمین‌لرزه، سازه به جای باقی ماندن در حالت کج و آسیب‌دیده، به کمک خاصیت بازگشت‌پذیری آلیاژ به حالت عمودی اولیه خود بازگردد. این «خود‌بازسازی» سازه‌ای در کنار دوام بالا در برابر خستگی، افق‌های جدیدی را در طراحی سیستم‌های هوشمند و پایدار گشوده است که نویدبخش نسلی نو از تجهیزات با قابلیت اطمینان بسیار بالا در شرایط عملیاتی دشوار است.