تطبيقات السبائك الذاكرة
2024-02-25
تطبيقات تكنولوجيا الفضاء:
أكثر التطبيقات تشجيعًا للسبائك الذاكرة هو في تكنولوجيا الفضاء. في 20 يوليو 1969، هبطت مركبة أبولو 11 على سطح القمر، محققة حلم البشر في أول هبوط على القمر. بعد صعود رواد الفضاء إلى القمر، تم وضع هوائي نصف كروي بقطر عدة أمتار على سطح القمر لإرسال واستقبال المعلومات إلى الأرض. تم وضع الهوائي الذي يبلغ طوله عدة أمتار في مركبة قمرية صغيرة. الهوائي مصنوع من سبيكة ذاكرة تم اختراعها حديثًا. تم تحضير هذه المادة الرقيقة جدًا من السبائك الذاكرة أولاً وفقًا لمتطلبات محددة في الظروف العادية، ثم تم خفض درجة الحرارة وضغطها إلى شكل كرة، تم وضع الكرة داخل المركبة القمرية ثم أُخذت إلى الفضاء. بعد وضعها على القمر، ارتفعت درجة الحرارة تحت أشعة الشمس. عندما وصلت درجة الحرارة إلى درجة التحول، "تذكرت" الهوائي شكله الحقيقي وتحول إلى نصف كرة ضخمة.
التطبيقات الميكانيكية:
تُستخدم السبائك الذاكرة على نطاق واسع. على سبيل المثال، دبابيس التثبيت الميكانيكية، وصلات الأنابيب، إنذارات الحريق، مآخذ الدوائر المتكاملة للأجهزة الإلكترونية، اللحام بالنحاس، صمامات القلب الاصطناعية، قضبان تصحيح الفقرات، جراحة تشكيل الجمجمة، جراحة الفم وطب الأسنان وجراحة ترميم الفك السفلي. كما ستلعب دورًا سحريًا في الأقمار الصناعية للاتصالات، وأجهزة التلفاز الملونة، وأجهزة التحكم في درجة الحرارة، والألعاب. وستصبح مادة جديدة في مجالات الملاحة الحديثة، والطيران، والفضاء، والنقل، والنسيج وغيرها. تم استخدام السبائك الذاكرة في توصيل الأنابيب والتحكم الآلي. يمكن أن تحل الأغطية المصنوعة من السبائك الذاكرة محل اللحام. الطريقة هي توسيع نهايات الأنابيب بنسبة حوالي 4% عند درجة حرارة منخفضة. عند التجميع، يتم تركيب الأكمام معًا. بمجرد التسخين، ينكمش الغلاف ويعود إلى شكله الأصلي، مما يشكل اتصالًا محكمًا. يستخدم نظام الهيدروليك في طائرات البحرية الأمريكية 100,000 من هذه الموصلات، ولم يحدث تسرب أو تلف على مدى سنوات. من السهل جدًا إصلاح السفن التالفة وأنابيب حقول النفط البحرية باستخدام ملحقات السبائك الذاكرة. في بعض الأماكن التي يصعب فيها البناء، يتم صنع دبابيس من السبائك الذاكرة وتسخينها لتشكيل ثقوب. ينفصل طرف الدبوس تلقائيًا ويلتف، مكونًا مكونًا أحادي الجانب.
السبائك الذاكرة مناسبة بشكل خاص للآلات الحرارية والتحكم التلقائي في درجة الحرارة. تم تصنيع أذرع فتح وإغلاق تلقائية في درجة حرارة الغرفة. يمكنها فتح نوافذ التهوية في الأيام المشمسة وإغلاقها تلقائيًا عندما تنخفض درجة حرارة الغرفة في الليل. هناك العديد من تصميمات المحركات الحرارية للسبائك الذاكرة التي يمكنها العمل بين وسطين بدرجة حرارة منخفضة مختلفة، مما يفتح طرقًا جديدة لاستخدام مياه التبريد الصناعية، والحرارة المتبقية من المفاعلات النووية، وفروق درجات حرارة المحيط والطاقة الشمسية. المشكلة الشائعة حاليًا هي الكفاءة المنخفضة، التي تتراوح بين 4% إلى 6%، وتحتاج إلى تحسين.
الاستخدامات الطبية:
أثارت السبائك الذاكرة اهتمامًا كبيرًا في التطبيقات الطبية أيضًا. على سبيل المثال، يمكن لألواح زراعة العظام تثبيت قطعتين من العظم المكسور، وفي نفس الوقت توليد قوة ضغط أثناء استعادة الشكل الأصلي، مما يجبر العظام المكسورة على الالتئام معًا. يتم تنشيط أسلاك تقويم الأسنان، ومشابك طويلة لتمدد الأوعية الدموية في الدماغ وربط أنابيب القذف، وألواح دعم تصحيح العمود الفقري بواسطة حرارة الجسم بعد الزرع. مرشحات تكوين الجلطات هي أيضًا منتج جديد من السبائك الذاكرة. بعد زرع ورق الترشيح المصحح في الوريد، يستعيد الورق تدريجيًا شكله الشبكي، مما يمنع 95% من الجلطات من التدفق إلى القلب والرئتين.
القلب الاصطناعي هو عضو ذو بنية معقدة نسبيًا. يمكن للألياف العضلية المصنوعة من السبائك الذاكرة أن تتوافق مع البطين المرن، مما يحاكي انقباض البطين. الآن تم تحقيق الضخ بنجاح.
نظرًا لأن السبائك الذاكرة هي "سبائك حية"، يمكن استخدام تغير شكلها عند درجة حرارة معينة لتصميم مختلف أجهزة التحكم التلقائي، وتوسيع نطاق تطبيقاتها باستمرار.
أقدم التطبيقات:
تم استخدام السبائك الذاكرة لأول مرة في وصلات الأنابيب والتثبيتات. تُستخدم السبائك الذاكرة (SMA) لصنع أكمام بقطر داخلي أصغر بنسبة 4% من قطر الأنابيب المتصلة. ثم يتم توسيع الأكمام بحوالي 8% عند درجة حرارة النيتروجين السائل. عند التجميع، تُخرج الأكمام من النيتروجين السائل وتُدخل الأنابيب من كلا الطرفين. عندما ترتفع درجة الحرارة إلى درجة الحرارة العادية، تنكمش الأكمام لتشكل ختمًا محكمًا. هذا الاتصال محكم جدًا وذو ختم جيد، أفضل بكثير من اللحام. وهو مناسب بشكل خاص للمواقف الخطرة مثل الطيران، والفضاء، والصناعة النووية، وأنابيب النفط البحرية.
المزيد من الاستخدامات:
حاليًا، تم تطبيق تأثير الذاكرة الشكلية والمرونة الفائقة على نطاق واسع في مختلف مجالات الطب وعلوم الحياة.
التالي:
الأخبار ذات الصلة
خط الاستشارة:
البريد الإلكتروني للتواصل:
العنوان:
مبنى 19، وادي لياندونغ U، شارع سانهي، منطقة هوييانغ، مدينة هويتشو
تابع على ويشات
أضف على ويشات