- پیشگفتار آلیاژ حافظه دار
مواد هوشمند ارائه کنندهی راه حل های جدید، اقتصادی و به صرفه برای مشکلات مهندسی هستند، این مواد نقش مهمی در فناوریهای
نو بازی میکنند، مواد هوشمند میتوانند به عنوان هر دو المان کنترل و اعضای سازه ای (از قبیل پیزوالکتریک، آلیاژهای حافظه دار و یا مواد مگنتواستریکشن) عمل کنند. مزایای تکنولوژیکی این مواد نسبت به مواد سنتی، بهدلیل خصوصیات ملکولی و ریز ساختاری منحصر به فردشان است.
این مواد امکانات بزرگی برای سازههای خودکنترلی ارائه داده و سازهها را به انطباق با خودشان با شرایط بارگذاری مختلف قادر میسازند. این ویژگیهای منحصر به فرد پیچیدگیهای زیادی را به آنالیزتجربی و تحلیل در حیطهی مواد و سازههای مهندسی اضافه میکنند.
با استفاده از این مواد در سازه های هوشمند، محرک ها و سنسورها که درون سازه مجتمع شده اند قادر هستند عملکردی سازهای و کنترلی ارائه نمایند. این ساختارها را میتوان در زمینه های مختلف مانند هواپیما، دانش هوانوردی، وسایل نقلیه خودرو، رباتها، بیوتکنولوژی، سازههای عمرانی و کاربردهای دیگر استفاده کرد.
آلیاژهای حافظه دار یکی از محرکهای مورد توجه در سازه های هوشمند به علت دو اثر منحصربهفرد، که به عنوان اثر حافظه شکل[1] و سوپرالاستیسیته[2] است شناخته میشوند. این ویژگی ها ناشی از تحولات فازی است، که در اثر تغییرات دما یا تغییرات تنش اعمالی صورت میپذیرند، و خواص حرارتی و دمایی منحصربهفردی را از آلیاژهای حافظه دار، در زمینه های متنوع مهندسی ارائه میدهند. به دلیل کرنش بازیابی بالا (تا حدود 10%) و قدرت بالا نسبت به وزن، آلیاژهای حافظه دار به طور گستردهای برای کنترل شکل ساختارهای انعطاف پذیر استفاده میشوند.
رفتار حافظه شکل به سبب تحول فاز کریستالی ترموالاستیک برگشت پذیر بین یک فاز مادر (آستنیت) با تقارن بالا و فاز محصول (مارتنزیت) با تقارن کم است، تغییرات فاز به عنوان تابعی از تنش و دما رخ میدهند. تشکیل فاز مارتنزیت تحت تنش تک محوری یا برشی، سبب شکلگیری جهتگیریهای مختلف کریستال (مارتنزیت غیر دوقلویی) میشود که منجر به یک کرنش بزرگ قابل بازیابی (در حدود 10%) میشود. این قابلیت برای کرنشهای بزرگ قابل کنترل و برگشت پذیراست، که مزیت مهم بسیاری در آلیاژهای حافظهدار به عنوان مواد کنترلی است. تغییر شکلهای بزرگ میتواند به راحتی و قابل تولید مجدد با این مواد ایجاد شوند، یا متعاقبا در یک وضعیت محدود شده، میتواند تنشهای بزرگی به اجزای سازه متصل شده داده شود.
1 Shape Memory Effect (SME)
2 Superelsticity