حافظه شکلی چیست؟

حافظه شکلی یک ویژگی مواد انتخاب شده است که توانایی به یاد آوردن شکل داده شده در طول پردازش مکانیکی- حرارتی اصلی را دارد و به مواد امکان بازگشت به شکل اصلی را حتی وقتی در معرض حرارت قرار می‌گیرد، می‌دهد. مواد با خواص حافظه شکلی اجازه ایجاد دستگاه‌های سبک با حالت جامد را می‌دهد که در غیر اینصورت نیاز به استفاده از سیستم‌های مکانیکی است.

آلیاژهای حافظه‌دار شکلی (SMA)

آلیاژهای حافظه‌دار شکلی نوعی آلیاژ هستند که توانایی بازگشت به شکل و اندازه اصلی (ابتدایی) خود را هنگامی که در معرض فرایند بازیابی بین دو فاز مختلف بر اثر تغییر دما قرار می‌گیرند، دارند. آلیاژهای حافظه‌دار در صورتی که تا کرنش برگشت‌پذیرشان بارگذاری نگردند، دارای خاصیت فوق ارتجاعی هستند (فاز مارتنزیت). اما زمانی که تغییر شکل از مقدار کرنش مذکور بیشتر شود، دچار تغییر شکل‌های ماندگار می‌شوند (فاز آستنیت). حال در صورتی که نیاز به بازگشت به حالت اولیه باشد با حرارت دادن می‌توان فاز آستنیت را به فاز مارتنزیت تبدیل کرد. در واقع تبدیل مارتنزیت به آستنیت یک نوع تغییر مکانیکی است و تغییر آستنیت به مارتنزیت یک تغییر ترمودینامیکی است. یکی از پرکاربردترین آلیاژهای حافظه‌دار شکلی ترکیبی از نیکل و تیتانیوم (نایتینول) است. یکی از پرکاربردترین آلیاژهای حافظه‌دار شکلی ترکیبی از نیکل و تیتانیوم (نایتینول) است که خواصی همچون قابلیت جذب انرژی بالا، مقاومت زیاد در برابر خوردگی و تحمل چرخه‌های متعدد بارگذاری و باربرداری را خواهد داشت.

آلیاژهای حافظه‌دار شکلی (SMA، فلز هوشمند، فلز حافظه‌دار، آلیاژ حافظه‌دار، سیم عضلانی، آلیاژ هوشمند) گروهی از مواد فلزی هستند که وقتی در معرض حرارت قرار می‌گیرند می‌توانند به شکل یا اندازه از قبل تعریف شده برگردند. به این معنی که آلیاژهای حافظه‌دار شکلی (SMA) می‌توانند به صورت پلاستیکی در برخی دماهای نسبتا پایین تغییر شکل داده و با قرار گرفتن در دماهای بالاتر به شکل اصلی خود بازگردند. گفته می‌شود که حافظه شکلی موجود در این نوع از SMAها یک‌طرفه است. در حالیکه آنهایی که تحت تغییر شکل قرار می‌گیرند، پس از احیا حافظه‌ی دوطرفه دارند.

یکی از آلیاژهای حافظه‌دار شکلی NiTi یا آلیاژهای حافظه‌دار شکلی نیکل-تیتانیوم است که به نیتینول هم معروف است. دیگر SMAها عبارتند از مس-روی-آلومینیوم-نیکل و مس-نیکل-آلومینیوم. آلیاژهای حافظه‌دار شکلی معمولا شناخته شده هستند و در بازار با نام‌های زیر به فروش می‌رسند:

• SMA
• فلز حافظه‌دار
• سیم عضلانی
• فلز هوشمند
• آلیاژ حافظه‌دار
• آلیاژ هوشمند

از خواص نیتینول، نیکل تیتانیوم می‌توان به اثر حافظه شکلی، قابلیت ارتجایی بسیار بالا و توانایی میرایی بالا اشاره کرد. با تغییر ترکیب، کار مکانیکی و اعمال حرارت، خصوصیات فنی آلیاژهای حافظه‌دار شکلی NiTi می‌تواند برای استفاده‌های خاص اصلاح شود.

کاربردهای احتمالی حافظه شکلی و آلیاژهای فوق‌العاده الاستیک عبارتند از:

• شافت کاتتر
• فریم‌های دریچه‌ای
• سیم‌های هدایت ارتودنسی
• استنت
• سوزن
• لوله راهنمای آندوسکوپی

یک آلیاژ حافظه‌دار شکلی همچنین ممکن است به صورت یک پولاد زودشکن ترموالاستیک تعریف شود که دارای فاز مارتنزیتی است و از نظر بلور متال قابل برگشت است.

منبع: SHAPE MEMORY ALLOYS ،Nitinol - Shape Memory، ویکی پدیا، مبحث پنجم مقررات ملی ساختمان- مصالح و فراورده‌های ساختمانی

مترجم و تهیه‌کننده: محبوبه پوریوسفی