Com funciona el filferro de nitinol

Com funciona el filferro de nitinol?

El fil de nitinol és conegut per les seves propietats úniques i aplicacions versàtils a la indústria biomèdica, aeroespacial i de l'automoció, entre d'altres. El nitinol, també anomenat aliatge de níquel-titani, és un aliatge de memòria de forma que presenta superelasticitat i efecte de memòria de forma a diferents temperatures. Com funciona? En aquest article, explorarem el procés de producció, les propietats físiques i les aplicacions del fil de nitinol.

Què és Nitinol Wire?

Fil de nitinolés un tipus d'aliatge de memòria de forma que està fet d'aproximadament un 50 per cent de níquel i un 50 per cent de titani en pes. Va ser descobert l'any 1962 per William Buehler i Frederick Wang al Naval Ordnance Laboratory dels EUA. Nitinol deriva el seu nom de la seva composició, és a dir, níquel (Ni), titani (Ti) i Naval Ordnance Laboratory (NOL). El filferro de nitinol ha rebut una atenció important a causa de les seves propietats úniques, inclosa la seva superelasticitat, efecte de memòria de forma, biocompatibilitat i resistència a la corrosió. Aquestes propietats el converteixen en un material ideal per a una àmplia gamma d'aplicacions, com ara stents, cables d'ortodòncia, filtres de coàguls de sang i components de motor de cotxe.

Com fer filferro de nitinol?

El procés de producció de filferro de nitinol inclou diversos passos, com ara la fusió d'aliatges, la fosa, la laminació en calent, la laminació en fred, el recuit i el trefilatge. El primer pas és fondre el níquel i el titani junts en un forn de buit en condicions controlades per aconseguir la composició i la puresa desitjades. A continuació, l'aliatge fos es col·loca en forma de lingot i es lamina en calent en una làmina fina. A continuació, la làmina s'enrotlla en fred fins al calibre desitjat, seguit d'un recuit per eliminar les tensions residuals i millorar la ductilitat del material. Finalment, la làmina recuita es treu a través d'una sèrie de matrius per obtenir el diàmetre, l'acabat superficial i la rectitud desitjats. El filferro de nitinol es pot produir de diverses formes, com ara rodó, pla i rectangular, depenent dels requisits de l'aplicació.

Quines són les propietats del filferro de nitinol?

El filferro de nitinol té diverses propietats úniques que el converteixen en un material valuós en moltes indústries. Una de les propietats més conegudes és el seu efecte de memòria de forma. El filferro de nitinol pot "recordar" la seva forma original i pot tornar-hi després de ser deformat en determinades condicions. Per exemple, si un filferro de nitinol es doblega en una forma específica a baixes temperatures, en escalfar-se, tornarà a la seva forma original. A més, el nitinol presenta una superelasticitat, també coneguda com pseudoelasticitat, on el material pot suportar grans tensions sense deformació permanent. Aquesta propietat el fa ideal per a aplicacions que requereixen flexibilitat i durabilitat, com ara stents i ortodòncia. A més, el cable de nitinol és biocompatible, és a dir, no produeix cap resposta adversa al cos humà, el que el fa ideal per al seu ús en dispositius mèdics.

Com donar forma al filferro de nitinol?

Per donar forma al filferro de nitinol cal entendre la seva resposta als canvis de temperatura.Nitinolté dues fases diferenciades: l'austenita i la martensita, que existeixen a diferents temperatures. A baixes temperatures, el nitinol es troba en fase martensita, que és suau i fàcil de doblegar, però que no tornarà a la seva forma original. A altes temperatures, el nitinol passa a la fase d'austenita, on és més dur i pot recuperar la seva forma original després de la deformació. Per tant, per donar forma al filferro de nitinol, s'ha d'escalfar per sobre de la seva temperatura de transició, normalment entre 500 i 600 graus, fins a la fase d'austenita. Un cop donat la forma, el filferro de nitinol es pot refredar fins a la fase de martensita per bloquejar la seva nova forma. Escalfar el cable de nitinol farà que torni a la seva forma original.

Com s'utilitza Nitinol Wire?

El filferro de nitinol té diverses aplicacions en diverses indústries. Un dels usos més freqüents del fil de nitinol és a la indústria mèdica, on s'utilitza en stents, ortodòncia i dispositius quirúrgics. Els stents de nitinol s'utilitzen per mantenir oberts els vasos sanguinis, mentre que els cables d'ortodòncia s'utilitzen per redreçar les dents. A més, el filferro de nitinol s'utilitza a la indústria aeroespacial per als actuadors de memòria de forma en avions, ja que és lleuger i durador. El filferro de nitinol també s'utilitza en l'enginyeria de l'automòbil per entendre les vibracions del motor, explorar els esquemes d'atenuació del soroll i el mecanisme d'amortiment.

Conclusió

En conclusió, el filferro de nitinol és un material versàtil amb propietats úniques que el fan útil en diverses aplicacions. Comprendre el seu procés de producció, propietats físiques i aplicacions pot ajudar les persones a apreciar el potencial i la versatilitat d'aquest material. Amb la seva superelasticitat, efecte de memòria de forma, durabilitat i biocompatibilitat, el filferro de nitinol continua sent l'avantguarda de l'avenç tecnològic.

Referències:

1. http://journals.sagepub.com/doi/full/10.1243/095441105X69847

2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4230702/

3. https://www.thoughtco.com/nitinol-373296

4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4665485/

5. https://www.mechanicalbooster.com/2016/10/what-is-nitinol-alloy-how-it-works.html