Nickel-titaniumová slitina je unikátní látkou s některými pozoruhodnými vlastnostmi. Může měnit tvar, když se zahřeje, a když vychladne, vrátí se do svého původního tvaru. To vytváří spoustu jedinečnosti, takže je používána ve více průmyslových odvětvích pro své speciální vlastnosti.
Speciální vlastnosti úžasného materiálu
Nickel-titaniumová slitina, známá jako Nitinol, je slitinou obsahující dva kovy, totiž nickel a titan. Tyto kovy jsou spojeny do neuvěřitelně silného, ale přesto velmi plastického materiálu; to znamená, že se dá ohýbat a zkroucen bez toho, aby se lámal. Navíc váží velmi málo, což je část důvodu, proč je dobrou volbou pro mnoho aplikací. Nickel- slitina titanu je ideálním materiálem pro hračky nebo nářadí, která musí být pevná a lehká.
Ale co je paměť tvaru a superpružnost?
Jednou z nejúžasnějších vlastností slitku niklu a titanu je to, co nazýváme pamětí tvaru. Tato vlastnost znamená, že materiál si může "pamatovat" svůj původní tvar. Lze jej ohnout nebo deformovat, ale vrátí se do svého původního tvaru při oteplování. Stačí si představit, jak ohnete kus Nitinolu do zábavného tvaru – například spirály – a pak ho zahřejete. Během zahřívání se vrátí zpět do svého původního, rovného tvaru. Tato jedinečná schopnost je ve skutečnosti užitečná pro vytváření šperků nebo jiných předmětů, jako jsou rámky brýlí. Tyto se mohou ohýbat a přizpůsobovat tváři, ale následně se vrátí do svého původního tvaru.
Dalším úžasným argumentem pro titan slitina niklu je jeho nadpůdnost. To znamená, že materiál je velmi vytahovatelný a tvarovatelný a snadno se nerozpadne nebo nepokazí. Například, pokud natáhnete Nitinol, stane se amorfním, ale vrátí se zpět do své předchozí tvaru. Je také extrémně trvanlivý a může absorbovat spoustu energie bez deformace, což ho činí vhodným pro aplikace, kde panovalo hodně stresu nebo tlaku. V praktických oblastech, kde jsou důležité bezpečnost a spolehlivost, je to velká věc.
Aplikace v medicíně a letectví
Většina aplikací niklového-titanového slitin přichází z jejích unikátních vlastností. V medicíně se používá například pro stenty. Stenty jsou malé trubky, které lékaři umisťují do cév, aby zabránili jejich uzavření a pomohli krevnímu toku. Stent lze zmáčknout na menší velikost pro vložení do těla a díky paměti tvaru slitiny Nitinol se rozšíří na původní velikost po vložení na místo. Když je umístěn na místo, rozšíří se zpět na svůj původní tvar, čímž pomáhá udržet cévu otevřenou.
Niklová-titanová slitina je také velmi užitečná v letectví. Používá se k výrobě listů reaktivních motorů a přistávacích mechanismů. Superelastickost a lehká váha Nitinolu jsou ideální pro tyto aplikace, ve kterých je klíčová extrémní síla a pružnost. Díly, které mohou vydržet velké zátěže, ale jsou dostatečně lehké na to, aby zvyšovaly palivovou účinnost, jsou pro letecký průmysl například nezbytné.
Výhody a nevýhody niklové-titanové slitiny
Nickel-titanium alloy má řadu výhod pro použití v různých oborech. Je to úžasný materiál s unikátními vlastnostmi, které ho činí vhodným pro široké spektrum aplikací. Ale existují také některé pasti spojené s jeho používáním. Například kvůli vysoké nákladnosti výroby Nitinolu nemusí být tento sloučenina široce používán v určitých odvětvích, kde náklady mohou být ovlivňujícím faktorem. Jeho vlastnost tvarové paměti také ztěžuje práci s ním. Může být obtížné pro výrobce tvarovat produkty během výrobního procesu při vytváření zdrojů z tohoto materiálu a to může vést ke problémům.
Nové myšlenky a technologie
Přestože mají tyto nedostatky, vědci a inženýři neustále hledají zajímavé nové aplikace pro titan kovy z niklových slitin . V důsledku toho provádějí výzkum v této oblasti, zkoumají, jak lze Nitinol využít v technologii 3D tisku. To umožní nové typy složitých tvarů a struktur, které předtím jednoduše nebyly možné. Podobně vývoj ve vědě o materiálech přináší nové druhy slitin niklu a titanu, které mají lepší vlastnosti než jejich předchůdci.
