סגסוגות זיכרון

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
Gnome-edit-clear.svg
ערך זה זקוק לעריכה: הסיבה לכך היא: ניסוח לא אנציקלופדי.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.

סגסוגות זוכרות או סגסוגות זוכרות צורה או ניטינול או סגסוגות חכמות הן מתכות ה"זוכרות" את הגאומטריה שלהן. לאחר שעצם העשוי מסגסוגת זוכרת עבר שינוי צורה מסידורו ה"מקורי", הוא יחזור לגאומטריה המקורית שלו בכוחות עצמו במהלך חימום (אפקט חד כיווני) או, בטמפרטורת סביבה גבוהה יותר פשוט במהלך הורדת עומס המתח שנוצר בעיוות (פסוודו-אלסטיות או סופר אלסטיות). תכונות יוצאות דופן אלו נגזרות מתלות בטמפרטורה של השתנות פאזת המרטנזיט מסימטריות נמוכה לסימטריות גבוהה יותר במבנה הגבישי. מבנים גבישיים אלו ידועים כמרטנזיט ואוסטניט.

סקירה כללית[עריכת קוד מקור | עריכה]

שלושת הסוגים העיקריים של סגסוגות זיכרון הם נחושת-אבץ-חמרן, נחושת-חמרן-ניקל וניקל-טיטניום (NiTi מכאן השם ניטינול כשם גנרי לסגסוגות זוכרות). סגסוגות NiTi הן בדרך כלל יקרות יותר ובעלות תכונות מכניות טובות יותר בהשוואה לסגסוגות זיכרון על בסיס נחושת. הטמפרטורה שבה סגסוגת הזיכרון הספציפית משנה את מבנַה הגבישי היא אופיינית לסגסוגת וניתנת לשינוי על ידי שינוי יחסי המרכיבים (האטומים המתכתיים) בסגסוגת.

מסמנים Ms כטמפרטורה שבה המבנה מתחיל להשתנות מאוסטניט למרטנזיט בעת קירור; Mf היא הטמפרטורה בה המעבר בין המבנים מסתיים. בהתאמה, As וAf הן הטמפרטורות שבהן מתחיל ומסתיים המעבר ההפוך ממרטנזיט לאוסטניט. חשוב לציין כי שימוש חוזר באפקט הסגסוגת זיכרון עלול להוביל לשינוי בטמפרטורות האופיינית לטרנספורמציה (אפקט זה ידוע כ"תשישות שימוש" - functional fatigue).

Sma wire.jpg

בגרף זה ציר הY מסמל את שבר המרטנזיט.

אפקט חד כיווני לעומת אפקט דו כיווני[עריכת קוד מקור | עריכה]

לסגסוגות זיכרון ישנו מגוון רחב של תופעות זיכרון צורה. השתיים הנפוצות הן אפקט חד כיווני ודו כיווני. תיאור סכמטי של שני האפקטים נתון באיור להלן.

one way shape memorytwo way shape intrinsic memory

באיור שמעל, השלבים מאוד דומים: מתחילים במרטנזיט (a), ועל ידי הפעלת כח פיזיקלי חיצוני גורמים לעיוות עבור החד כיווני ועיוות קיצוני עבור הדו כיווני (b), מחממים את הסגסוגת (c), ואז מקררים אותה שוב (d). בחד כיווני הקירור לא גורם לשינוי צורה מקרוסקופית. העיוות הוא הכרחי עבור היווצרות צורת הטמפ' הנמוכה. בעת חימום השינוי מתחיל בAs ומסתיים בAf (הפרש טיפוסי בין הטמפרטורות הוא 2-20 מעלות צלזיוס, תלוי בהרכב הסגסוגת ותנאי העמסת העיוות). As מוגדר על ידי הסגסוגת והרכבה ונע בין (150-) ל 200 מעלות צלזיוס.

האפקט הדו כיווני הוא אפקט שבו החומר "זוכר" שתי צורות שונות: אחת בטמפ' נמוכה והשנייה בטמפ' גבוהה. זה יכול להישמר גם ללא הפעלת כח חיצוני (אפקט דו כיווני עצמי). הסיבה שהחומר מתנהג בצורה כה שונה במצבים אלו טמונה באימון. אימון גורם לכך שסגסוגת זיכרון יכולה "ללמוד" להתנהג בדרך מסוימת. בנסיבות נורמליות, סגסוגת זיכרון "זוכרת" את צורתה בטמפ' הגבוהה, אבל במהלך החימום והמעבר אליה, שוכחת את צורתה בטמפ' הנמוכה. עם זאת ניתן "לאמן" את הסגסוגת "לזכור" להשאיר סימנים של צורתה בתנאי הטמפ' הנמוכה בפאזת הטמפ' הגבוהה. ישנם מספר דרכים לעשות זאת.

מבנה גבישי[עריכת קוד מקור | עריכה]

על פי החוקרים הסיבה שסגסוגות זיכרון הן בעלות תכונות אלו היא שבעת שינוי הטמפרטורה ישנו שינוי במבנה הגבישי של הסגסוגת בין שתי פאזות מרטנזיט ואוסטניט. השינוי במבנה הגבישי כולל ארגון מחדש של מיקומי החלקיקים במבנה הגביש של המוצק. בסגסוגות זיכרון מעברי פאזה אלו מתרחשים מתחת לנקודת ההמסה[1] והסגסוגת "מעדיפה" צורה מקרוסקופית שונה עבור מבנה גבישי מיקרוסקופי שונה.

תכונות[עריכת קוד מקור | עריכה]

מאוד חזק ומכיל מתכות שונות ורבות.

שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הרכב[עריכת קוד מקור | עריכה]

חומרים בעלי אפקט זיכרון צורה בטמפרטורות שונות ובאחוזים שונים של הרכב תמיסתם המוצקה.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא סגסוגות זיכרון בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ לא דבר יוצא דופן גם בסגסוגות רבות שאינן סגסוגות זיכרון ישנם שינויי מבנה גבישי בשינוי טמפרטורה כאשר מהנדסים יוזמים "טיפולים תרמיים" כדי לשמר את המתכת במבנה גבישי מסוים