استخدامات سبيكة الذاكرة
2025-04-24
سبائك الذاكرة، نظرًا لقدرتها على العودة إلى شكلها الأصلي أكثر من مليون مرة، يسميها الكثيرون "سبائك حية". وبسبب كون سبائك الذاكرة "سبائك حية"، يمكن تصميم أجهزة تحكم ذاتية متنوعة باستخدام تغير شكلها عند درجة حرارة معينة، وتزداد استخداماتها باستمرار.
الاستخدامات في الميكانيكا
تطبيقات سبائك الذاكرة واسعة جدًا. مثل المسامير التثبيتية في الميكانيكا، وصلات الأنابيب، أجهزة إنذار الحريق في المعدات الإلكترونية، الموصلات، اللحام في الدوائر المتكاملة، في الطب مثل صمامات القلب الاصطناعية، أعمدة تصحيح العمود الفقري، ترميم وتشكيل عظام الجمجمة، تقويم الأسنان وجراحة ترميم الفك. كما ستلعب دورًا مدهشًا في الأقمار الصناعية للاتصالات، التلفزيونات الملونة، منظمات الحرارة، والألعاب، وستصبح مادة جديدة في مجالات الملاحة البحرية، الطيران، الفضاء، النقل، والصناعات الخفيفة. تُستخدم سبائك الذاكرة في توصيل الأنابيب والتحكم الآلي، حيث يمكن استبدال اللحام بأكمام مصنوعة من سبائك الذاكرة التي تتوسع بنسبة 4% عند درجات حرارة منخفضة، وعند التجميع والحرارة تعود الأكمام إلى شكلها الأصلي لتشكيل اتصال محكم. استخدم نظام الهيدروليك في طائرات البحرية الأمريكية 100,000 من هذه الوصلات دون تسرب أو تلف لسنوات. إصلاح أنابيب السفن وحقول النفط تحت البحر باستخدام ملحقات سبائك الذاكرة سهل جدًا. في أماكن يصعب العمل فيها، تُستخدم مسامير من سبائك الذاكرة تُدخل في الثقوب وتسخن، فتتفتح نهاياتها تلقائيًا لتشكيل ملحقات تثبيت من جانب واحد.
الاستخدامات الطبية
تطبيقات سبائك الذاكرة في الطب ملحوظة أيضًا. مثل الألواح العظمية التي لا تثبت فقط العظام المكسورة بل تولد قوة ضغط أثناء استعادة الشكل الأصلي لتجبر العظام على الالتئام. أسلاك تقويم الأسنان، مشابك طويلة لربط تمددات الشرايين الدماغية وقنوات القذف، دعامات لتقويم العمود الفقري، كلها تُفعّل داخل الجسم بواسطة حرارة الجسم. مرشحات الجلطات الدموية هي منتج جديد من سبائك الذاكرة، حيث تُزرع في الأوردة وتعود تدريجيًا إلى شكل شبكي لمنع 95% من جلطات الدم من الوصول إلى القلب والرئتين.
القلب الاصطناعي هو عضو أكثر تعقيدًا، حيث تُصنع ألياف عضلية من سبائك الذاكرة تتوافق مع غشاء مرن للبطين، مما يحاكي حركة انقباض البطين. وقد تم تحقيق نجاح في ضخ الماء.
نظرًا لأن سبائك الذاكرة "سبائك حية"، يمكن تصميم أجهزة تحكم ذاتية متنوعة باستخدام تغير شكلها عند درجة حرارة معينة، وتزداد استخداماتها باستمرار.
تطبيقات تكنولوجيا الفضاء
أكثر تطبيقات سبائك الذاكرة تشجيعًا هو في تكنولوجيا الفضاء. في 20 يوليو 1969، هبطت مركبة أبولو 11 على القمر، محققة حلم أول رحلة بشرية إلى القمر. بعد هبوط رواد الفضاء، وُضع هوائي نصف كروي قطره عدة أمتار على سطح القمر لإرسال واستقبال المعلومات إلى الأرض. تم تركيب الهوائي الكبير داخل المركبة الصغيرة باستخدام سبائك الذاكرة التي اخترعت حديثًا آنذاك. تم تشكيل المادة الرقيقة من سبائك الذاكرة في الشكل المطلوب في الظروف العادية، ثم ضغطت إلى كرة عند درجة حرارة منخفضة، وأُحضرت إلى الفضاء. عند وضعها على سطح القمر وارتفاع درجة الحرارة تحت أشعة الشمس، استعاد الهوائي شكله الأصلي ليصبح نصف كرة ضخمة.
المزيد من الاستخدامات
حاليًا، تُستخدم ظاهرة استرجاع الشكل والمرونة الفائقة على نطاق واسع في الطب والحياة اليومية، مثل تصنيع مرشحات الجلطات، أعمدة تقويم العمود الفقري، الألواح العظمية، المفاصل الاصطناعية، حمالات الصدر النسائية، القلوب الاصطناعية، وغيرها. كما يمكن استخدامها في مختلف أجهزة الضبط والتحكم التلقائي. قد تصبح الأغشية والأسلاك الذاكرة مواد مثالية للأيدي الميكانيكية والروبوتات فائقة الصغر في المستقبل، خاصة بسبب خفتها، قوتها العالية، ومقاومتها للتآكل، مما يجعلها مفضلة في مختلف المجالات.
سبائك النيكل والتيتانيوم المصممة مسبقًا على شكل "ICE"، إذا تعرضت لتشوه غير مقصود، يمكن استعادة شكلها الأصلي فورًا بغمرها في ماء ساخن.
سبائك النيكل والتيتانيوم المصممة مسبقًا على شكلين مختلطين، عند تسخينها ببطء إلى 400 درجة مئوية لمدة عشر دقائق، تحتفظ بشكلها بشكل دائم (وتسمى في هذه الحالة الحالة الأوستنيتية ذات درجة الحرارة العالية).
السبب الرئيسي هو أن البلورة أثناء التسخين البطيء تسمح لكل ذرة معدنية بملء كل الفراغات، مما يجعل ترتيبها الأكثر إحكامًا. هذا النوع من السبائك الصلبة يُعرف تجاريًا بسبائك الذاكرة. إذا تشوهت سبائك الذاكرة بسبب عوامل خارجية (الحالة المارتنسيتية التي تسمح بالتشوه والالتواء)، فإن التسخين فوق درجة حرارة التحول يعيد ملء الفراغات ويعيد الشكل الأصلي، وتسمى هذه العملية استرجاع الشكل.
مثبت داخلي لتقويم العمود الفقري مصنوع من معدن ذاكرة الشكل
خط الاستشارة:
البريد الإلكتروني للتواصل:
العنوان:
مبنى 19، وادي لياندونغ U، شارع سانهي، منطقة هوييانغ، مدينة هويتشو
تابع على ويشات
أضف على ويشات