دور سبيكة الذاكرة الشكلية من النيكل والتيتانيوم
2025-04-20
بفضل الخصائص الفريدة لسبائك النيكل والتيتانيوم ذات الذاكرة الشكلية، بالإضافة إلى مرونتها الفائقة ومقاومتها للتآكل والتلف، فإنها تُستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات.
(أ) الهندسة الميكانيكية
كان الاستخدام الأول لسبائك النيكل والتيتانيوم ذات الذاكرة الشكلية في صناعة الميكانيكا في وصلات الأنابيب والبراغي. على وجه التحديد، في توصيل قطع الماكينات والأنابيب، وعند نقاط التوصيل لتزويد الطائرات بالوقود جواً، تُصنع أكمام من سبائك النيكل والتيتانيوم ذات القطر الخارجي أكبر بنسبة 3% من القطر الداخلي، ويتم توسيع الأكمام بنسبة حوالي 8% عند درجة حرارة معينة. أثناء التجميع، تُخرج الأكمام من النيتروجين السائل وتُدخل الأنابيب من الطرفين، وعند ارتفاع درجة الحرارة إلى درجة حرارة الغرفة، يمكن استخدام التسخين الكهربائي لتغيير درجة الحرارة، مما يؤدي إلى انكماش الأكمام المصنوعة من السبائك وتشكيل ختم محكم يمنع تسرب الزيت، وهو أكثر فعالية بكثير من اللحام التقليدي. لذلك، فإن سبائك النيكل والتيتانيوم ذات الذاكرة الشكلية مناسبة بشكل خاص لمجالات الطيران والفضاء، والسفن، وأنابيب نقل النفط. في المواقع التي يصعب فيها العمل، يمكن استخدام دبابيس مصنوعة من هذه السبائك تُدخل في الثقوب ثم تُسخن. بناءً على هذه الخصائص الحساسة للحرارة، تُستخدم السبائك في تصنيع الروبوتات والأذرع الميكانيكية وغيرها.
(ب) صناعة البناء
كما ذُكر سابقًا، تتمتع سبائك النيكل والتيتانيوم ذات الذاكرة الشكلية بخصائص متعددة، وبالاقتران مع هيكلها، يمكنها تعزيز التخميد في الأنظمة وتقليل الاستجابة الديناميكية للهيكل، مما يسمح بصنع أجهزة تخميد للطاقة بأشكال مختلفة. كما يمكن استخدام السبائك لتصميم عوازل الاهتزاز، حيث تزيد تشوهات السبائك من استهلاك طاقة التشوه، مما يمنع انتقال طاقة الزلزال إلى الهيكل العلوي، وبالتالي حماية الهيكل العلوي وتعزيز مقاومته للزلازل.
(ج) صناعة الطيران والفضاء
في أنظمة الهيدروليك للطائرات، يحتاج كل طائرة تقريبًا إلى حوالي ثمانمائة وصلة من سبائك النيكل والتيتانيوم ذات الذاكرة الشكلية. منذ سبعينيات القرن الماضي، استخدمت معظم طائرات البحرية الأمريكية هذه الوصلات ولم تُسجل أي حالات فشل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام السبائك في هوائيات المركبات الفضائية والمكونات الكهروميكانيكية وغيرها.
(د) صناعة السيارات
تُستخدم سبائك النيكل والتيتانيوم ذات الذاكرة الشكلية بشكل رئيسي في قوابض مراوح تبريد المحركات، وأنابيب العادم، ومبردات محركات الديزل.
(هـ) المجال الطبي
تتمتع سبائك النيكل والتيتانيوم ذات الذاكرة الشكلية بأداء ميكانيكي عالي وتوافق حيوي جيد، مما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في المجال الطبي، مثل تقويم الأسنان، والجراحة التجميلية، والجراحة القلبية الوعائية طفيفة التوغل؛ كما أن مرشحات الجلطات الدموية تُعد من المنتجات الجديدة لهذه السبائك؛ حيث يتم إدخال المرشح المستقيم في الوريد، ومع مرور الوقت يتشكل هيكل شبكي يمنع أكثر من 90% من جلطات الدم من الوصول إلى القلب والرئتين وأعضاء أخرى. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم السبائك في التجارب السريرية الطبية في خيوط الجراحة، والمفاصل الصناعية، والقلب الصناعي وغيرها.
الأخبار ذات الصلة