Sut Mae Nitinol Wire yn Gweithio

Sut Mae Nitinol Wire yn Gweithio?

Mae gwifren Nitinol yn adnabyddus am ei nodweddion unigryw a'i chymwysiadau amlbwrpas yn y diwydiannau biofeddygol, awyrofod a modurol, ymhlith eraill. Mae Nitinol, a elwir hefyd yn aloi nicel-titaniwm, yn aloi cof siâp sy'n arddangos superelasticity ac effaith cof siâp ar wahanol dymereddau. Sut mae'n gweithio? Yn yr erthygl hon, byddwn yn archwilio'r broses gynhyrchu, priodweddau ffisegol, a chymwysiadau gwifren nitinol.

Beth yw Gwifren Nitinol?

Gwifren nitinolyn fath o aloi cof siâp sy'n cael ei wneud o tua 50 y cant o nicel a 50 y cant o ditaniwm yn ôl pwysau. Fe'i darganfuwyd ym 1962 gan William Buehler a Frederick Wang yn Labordy Ordnans Llynges yr Unol Daleithiau. Mae Nitinol yn deillio ei enw o'i gyfansoddiad, hy nicel (Ni), titaniwm (Ti), a Labordy Ordnans Llyngesol (NOL). Mae gwifren Nitinol wedi cael sylw sylweddol oherwydd ei briodweddau unigryw, gan gynnwys ei superelasticity, effaith cof siâp, biocompatibility, a gwrthsefyll cyrydiad. Mae'r priodweddau hyn yn ei gwneud yn ddeunydd delfrydol ar gyfer ystod eang o gymwysiadau, megis stentiau, gwifrau orthodontig, hidlwyr ceulad gwaed, a chydrannau injan car.

Sut i wneud gwifren Nitinol?

Mae'r broses gynhyrchu o wifren nitinol yn cynnwys sawl cam, gan gynnwys toddi aloi, castio, rholio poeth, rholio oer, anelio, a darlunio gwifren. Y cam cyntaf yw toddi'r nicel a'r titaniwm gyda'i gilydd mewn ffwrnais gwactod o dan amodau rheoledig i gyflawni'r cyfansoddiad a'r purdeb dymunol. Nesaf, caiff yr aloi tawdd ei fwrw i siâp ingot a'i rolio'n boeth i mewn i ddalen denau. Yna caiff y ddalen ei rolio'n oer i'r mesurydd a ddymunir, ac yna ei anelio i gael gwared ar unrhyw bwysau gweddilliol a gwella hydwythedd y deunydd. Yn olaf, mae'r ddalen anelio yn cael ei thynnu trwy gyfres o farw i gael y diamedr a ddymunir, y gorffeniad arwyneb, a'r sythrwydd. Gellir cynhyrchu gwifren nitinol mewn gwahanol ffurfiau, megis crwn, fflat a hirsgwar, yn dibynnu ar ofynion y cais.

Beth yw Priodweddau Wire Nitinol?

Mae gan wifren Nitinol sawl eiddo unigryw sy'n ei gwneud yn ddeunydd gwerthfawr mewn llawer o ddiwydiannau. Un o'r priodweddau mwyaf adnabyddus yw ei effaith cof siâp. Gall gwifren Nitinol "cofio" ei siâp gwreiddiol a gall ddychwelyd iddo ar ôl cael ei ddadffurfio o dan amodau penodol. Er enghraifft, os yw gwifren nitinol wedi'i phlygu i siâp penodol ar dymheredd isel, wrth wresogi, bydd yn dychwelyd i'w siâp gwreiddiol. Ar ben hynny, mae nitinol yn arddangos superelasticity, a elwir hefyd yn pseudoelasticity, lle gall y deunydd wrthsefyll straen mawr heb anffurfiad parhaol. Mae'r eiddo hwn yn ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau sydd angen hyblygrwydd a gwydnwch, megis stentiau ac orthodonteg. Yn ogystal, mae gwifren nitinol yn fio-gydnaws, sy'n golygu nad yw'n cynhyrchu ymateb andwyol yn y corff dynol, gan ei gwneud yn ddelfrydol i'w defnyddio mewn dyfeisiau meddygol.

Sut i Siapio Wire Nitinol?

Mae siapio gwifren nitinol yn gofyn am ddealltwriaeth o'i hymateb i newidiadau tymheredd.NitinolMae dau gyfnod gwahanol: austenite a martensite, sy'n bodoli ar dymheredd gwahanol. Ar dymheredd isel, mae nitinol yn y cyfnod martensite, sy'n feddal ac yn hawdd ei blygu ond ni fydd yn dychwelyd i'w siâp gwreiddiol. Ar dymheredd uchel, mae nitinol yn newid i'r cyfnod austenite, lle mae'n anoddach ac yn gallu adennill ei siâp gwreiddiol ar ôl dadffurfio. Felly, i siapio gwifren nitinol, rhaid ei gynhesu uwchlaw ei dymheredd trawsnewid, fel arfer rhwng 500 a 600 gradd, i'r cyfnod austenite. Unwaith y caiff ei siapio, gellir oeri'r wifren nitinol i'r cyfnod martensite i gloi ei siâp newydd. Bydd gwresogi'r wifren nitinol yn achosi iddo ddychwelyd i'w siâp gwreiddiol.

Sut i Ddefnyddio Gwifren Nitinol?

Mae gan wifren Nitinol gymwysiadau amrywiol ar draws sawl diwydiant. Mae un o'r defnyddiau mwyaf cyffredin o wifren nitinol yn y diwydiant meddygol, lle caiff ei ddefnyddio mewn stentiau, orthodonteg, a dyfeisiau llawfeddygol. Defnyddir stentiau nitinol i gadw pibellau gwaed ar agor, tra bod gwifrau orthodontig yn cael eu defnyddio i sythu dannedd. Yn ogystal, defnyddir gwifren nitinol yn y diwydiant awyrofod ar gyfer actuators cof siâp mewn awyrennau, gan ei fod yn ysgafn ac yn wydn. Defnyddir gwifren Nitinol hefyd mewn peirianneg fodurol ar gyfer deall dirgryniadau injan, archwilio cynlluniau gwanhau sŵn, a mecanwaith dampio.

Casgliad

I gloi, mae gwifren nitinol yn ddeunydd amlbwrpas gyda phriodweddau unigryw sy'n ei gwneud yn ddefnyddiol mewn amrywiol gymwysiadau. Gall deall ei broses gynhyrchu, priodweddau ffisegol, a chymwysiadau helpu unigolion i werthfawrogi potensial ac amlbwrpasedd y deunydd hwn. Gyda'i superelasticity, effaith cof siâp, gwydnwch, a biocompatibility, gwifren nitinol yn parhau i fod ar flaen y gad o ran datblygiad technolegol.

Cyfeiriadau:

1. http://journals.sagepub.com/doi/full/10.1243/095441105X69847

2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4230702/

3. https://www.thoughtco.com/nitinol-373296

4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4665485/

5. https://www.mechanicalbooster.com/2016/10/what-is-nitinol-alloy-how-it-works.html