कितना मजबूत है निकेल - टाइटेनियम मिश्र धातु

मध्य - 20 वीं शताब्दी में इसकी खोज के बाद से, निकेल - टाइटेनियम मिश्र धातु, जिसे अक्सर "ट्रांसफॉर्मर ऑफ मेटल्स" कहा जाता है, ने अपने अद्वितीय आकार मेमोरी इफेक्ट और सुपरलैस्टिकिटी के लिए मेडिकल, एयरोस्पेस और स्मार्ट डिवाइस उद्योगों में क्रांति ला दी है। इसकी ताकत विशेष रूप से उल्लेखनीय है, न केवल यह बिना टूटे अत्यधिक तनावों का सामना कर सकता है, लेकिन यह बार-बार विरूपण के बाद भी ठीक हो सकता है। शक्ति और लचीलेपन का यह संयोजन पारंपरिक धातुओं की क्षमताओं को पार करता है।

तन्यता ताकत

निकेल की तन्यता ताकत - टाइटेनियम मिश्र धातु आमतौर पर 850 एमपीए से ऊपर होती है, जो कि साधारण मेडिकल स्टेनलेस स्टील (लगभग 600 - 800 एमपीए) से अधिक है और यहां तक ​​कि उच्च - ताकत टाइटेनियम अलॉयम के स्तर तक पहुंचती है। इसकी उपज की ताकत 195 से 690 एमपीए तक होती है और गर्मी उपचार के माध्यम से इसे ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, 400 डिग्री से ऊपर के तापमान पर एनीलिंग एक उच्च उपज ताकत पैदा करती है, जिससे यह लंबे समय तक - टर्म लोड - असर की आवश्यकता वाले संरचनात्मक घटकों के लिए उपयुक्त हो जाता है। दूसरी ओर कम - तापमान annealing, उपज की ताकत को कम करता है और लचीले उपकरणों की मांगों को पूरा करते हुए लचीलापन बढ़ाता है। यह एडजस्टेबिलिटी निकल-टाइटेनियम मिश्र धातुओं को शक्ति और लोच दोनों की दोहरी आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम बनाता है।

अधिवृषणता

निटिनोल की "सुपरलाइस्टिटी" इसकी ताकत का एक और आयाम है। तनाव के तहत, यह 25% से 50% (साधारण धातुओं के लिए लगभग 1% की तुलना में) के लोचदार विरूपण से गुजर सकता है, और उतारने पर, यह पूरी तरह से अपने मूल आकार में ठीक हो जाता है, कोई स्थायी विरूपण नहीं प्रदर्शित करता है। यह संपत्ति अपने अद्वितीय मार्टेनसिटिक ट्रांसफॉर्मेशन मैकेनिज्म से उपजी है: जब बाहरी बल एक महत्वपूर्ण मूल्य तक पहुंचता है, तो सामग्री की आंतरिक क्रिस्टल संरचना एक स्थिर ऑस्टेनाइट चरण से एक नमनीय मार्टेंसाइट चरण में बदल जाती है, जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा को अवशोषित करती है। जब बाहरी बल को हटा दिया जाता है, तो चरण परिवर्तन उलट जाता है, ऊर्जा जारी करता है और सामग्री को उसके मूल आकार में वापस करता है। यह प्रक्रिया निकेल - टाइटेनियम मिश्र धातुओं को "डायनेमिक क्रूरता" प्रदर्शित करने में सक्षम बनाती है, जब वह प्रभाव या बार -बार भार के अधीन होने पर उनकी स्थिर शक्ति से अधिक हो जाती है। उदाहरण के लिए, दिल के स्टेंट में, वे थकान फ्रैक्चर के बिना रक्त वाहिका धड़कन के साथ विस्तार और अनुबंध कर सकते हैं।

थकान का जीवन

ताकत न केवल उसके एकल - लोड असर क्षमता में परिलक्षित होती है, बल्कि इसकी लंबी - शब्द विश्वसनीयता में भी है। निकेल - टाइटेनियम मिश्र धातुओं में एक थकान जीवन है जो 1 × 10⁷ चक्र से अधिक है। इसका मतलब यह है कि इम्प्लांटेबल डिवाइस (जैसे कि हार्ट वाल्व फ्रेम और ऑर्थोपेडिक फिक्सेशन पिन) मानव शरीर के तापमान (37 डिग्री) और रक्त प्रवाह के चक्रीय तनाव के तहत गिरावट के बिना दशकों तक स्टिल से काम कर सकते हैं। यह उच्च थकान जीवन दो मुख्य तंत्रों से उपजा है: पहला, चरण परिवर्तन के दौरान ऊर्जा अपव्यय तनाव एकाग्रता को कम करता है; दूसरा, सतह ऑक्साइड परत (Tio₂) की घनी संरचना, जो संक्षारक मीडिया के प्रवेश को प्रभावी ढंग से अवरुद्ध करती है और माइक्रोक्रैक के प्रसार को रोकती है।

हल्के और उच्च शक्ति का एक "सही संतुलन"

निकेल - टाइटेनियम मिश्र धातुओं का घनत्व केवल 6.45 ग्राम/cm, का घनत्व होता है, लगभग दो - तिहाई स्टील, फिर भी लोड की पेशकश - असर क्षमता उच्च - शक्ति स्टील की तुलना में। यह "प्रकाश अभी तक मजबूत" संयोजन उन्हें एयरोस्पेस उद्योग के लिए एक आदर्श सामग्री बनाता है। उदाहरण के लिए, सैटेलाइट सोलर पैनल परिनियोजन तंत्र में, निकेल - टाइटेनियम मिश्र धातु स्प्रिंग्स बेहद कम तापमान पर लोच बनाए रखते हैं, सटीक तैनाती को ड्राइविंग करते हैं। एयरक्राफ्ट विंग नियामकों में, उनकी सुपरलेस्टिकिटी वजन को कम करते हुए और ईंधन दक्षता में सुधार करते हुए एयरफ्लो शॉक को अवशोषित करती है। चिकित्सा क्षेत्र में लाइटवेटिंग भी महत्वपूर्ण है। Nitinol आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण अत्यधिक वजन के कारण आसपास के ऊतक को नुकसान पहुंचाए बिना पर्याप्त समर्थन प्रदान करते हैं।

संक्षारण प्रतिरोध

Nitinol का संक्षारण प्रतिरोध 316L मेडिकल स्टेनलेस स्टील से पार करता है, इसकी सतह पर गठित निष्क्रिय ऑक्साइड परत (Tio₂ और Nitio₃) के लिए धन्यवाद। नकली मानव शरीर के तरल पदार्थों (जैसे कि हांक का समाधान) में, इसकी संक्षारण दर केवल एक - दसवीं है जो स्टेनलेस स्टील की है, और सतह निकल आयन रिलीज 0.05UG/cm²/दिन से कम है, जो कि 0.2UG/सेमी/दिन की सुरक्षा दहलीज से बहुत नीचे है। यह संक्षारण प्रतिरोध न केवल डिवाइस जीवन का विस्तार करता है, बल्कि धातु आयन संचय के कारण होने वाली भड़काऊ प्रतिक्रियाओं को भी रोकता है, जो लंबे समय तक - शब्द प्रत्यारोपण के लिए जैव सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

नाइटिनॉल का "बुद्धि"

निटिनोल के ताकत के लाभ, इसके आकार की स्मृति प्रभाव और जैव -रासायनिकता के साथ संयुक्त, सामग्री विज्ञान की सीमाओं को आगे बढ़ा रहे हैं। उदाहरण के लिए, चांदी और हफ़नियम जैसे तत्वों को जोड़कर, निकेल - टाइटेनियम - दोनों जीवाणुरोधी गुणों और उच्च शक्ति के साथ आधारित समग्र सामग्री विकसित की जा सकती है। इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने वाली तकनीक 99.99%की शुद्धता के साथ निकेल - टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उत्पादन कर सकती है, जिससे उनकी ताकत और संक्षारण प्रतिरोध को और बढ़ाया जा सकता है। भविष्य में, 3 डी प्रिंटिंग टेक्नोलॉजी के रूप में, निकेल - टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ताकत और कार्यक्षमता व्यक्तिगत आवश्यकताओं के लिए अधिक सटीक रूप से सिलवाया जाएगा, जैसे कि व्यक्तिगत दवा और लचीले रोबोटिक्स जैसे क्षेत्रों में नई संभावनाएं खोलते हैं।

हार्ट स्टेंट से लेकर एयरोस्पेस घटकों तक, स्मार्ट सेंसर से लेकर ऑर्थोपेडिक प्रत्यारोपण तक, निकेल - टाइटेनियम मिश्र धातु, ताकत और लचीलेपन के संयोजन के अपने दर्शन के साथ, सामग्री और कार्यों के बीच की सीमाओं को फिर से परिभाषित करें। सिर्फ एक धातु से अधिक, यह एक "सोच" बुद्धिमान सामग्री - है जो शक्ति और लोच, कठोरता और क्रूरता, और स्थायित्व और अनुकूलनशीलता के बीच सही संतुलन को मजबूत करता है।