História da origem das ligas com memória
2024-02-25
Já na dinastia Qin, existiam metais com memória, como Goujian, a espada do rei Qin e a dinastia Yue.
Em 1932, o sueco Gustav Baur observou pela primeira vez o efeito de "memória" em uma liga de ouro e cádmio, ou seja, quando a forma da liga é alterada, ao ser aquecida a uma certa temperatura de transição, ela pode magicamente retornar à sua forma original. Essa liga especial é chamada de liga com memória de forma. O desenvolvimento das ligas com memória de forma tem pouco mais de 20 anos, mas devido ao seu papel especial em vários campos, está atraindo ampla atenção mundial, sendo chamada de "material funcional mágico".
Em 1963, Buehler, do Instituto de Pesquisa de Armamentos Navais, descobriu que, em uma faixa de temperatura acima da temperatura ambiente, ao fabricar fios de liga de níquel-titânio em forma de mola, depois esticá-los em água fria ou moldá-los em formas quadradas ou triangulares, e então colocá-los em água quente acima de 40 graus Celsius, o fio da liga retornava à forma original da mola. Posteriormente, descobriu-se que outras ligas também possuem funções semelhantes. Essas ligas são chamadas de ligas com memória de forma. Cada tipo de liga com memória de forma, composta por uma certa proporção de um elemento, tem uma temperatura de transição. Acima dessa temperatura, a liga é moldada em uma forma específica, depois resfriada abaixo da temperatura de transição, a forma é alterada manualmente e, ao ser aquecida acima da temperatura de transição, a liga retorna automaticamente à forma original moldada.
Em 1969, o efeito de memória de forma da liga de níquel-titânio foi aplicado pela primeira vez na indústria. Foi utilizado um dispositivo exclusivo de conexão de tubos. Para conectar dois tubos metálicos que precisam ser acoplados, sob as seguintes condições, foi escolhida uma liga com memória de forma cuja temperatura de transição é inferior à temperatura de uso, fabricando um tubo curto com diâmetro interno ligeiramente menor que o diâmetro externo do tubo de acoplamento: a temperatura de transição é superior à temperatura de transição do tubo metálico a ser acoplado. Em seguida, o diâmetro interno do tubo é ligeiramente aumentado abaixo da temperatura de transição, e o tubo de conexão é colocado na temperatura de transição do acoplamento. O acoplamento encolhe automaticamente e fixa o tubo de conexão, formando uma conexão firme e apertada. O sistema hidráulico de um certo caça a jato americano utiliza acoplamentos de liga de níquel-titânio. Nunca houve vazamento de óleo, desprendimento ou danos.
Em 20 de julho de 1969, os astronautas americanos do módulo lunar Apollo 11 deixaram pela primeira vez pegadas humanas na Lua e transmitiram informações entre a Lua e a Terra por meio de uma antena hemisférica com alguns metros de diâmetro. Como essa enorme antena chegou à Lua? Ela foi feita de material de liga com memória de forma, moldada a uma temperatura acima da sua temperatura de transição necessária, depois resfriada e comprimida em uma esfera, colocada no módulo lunar e enviada ao espaço. Após ser colocada na Lua, a antena "lembrou" sua verdadeira aparência e, ao atingir a temperatura de transição da liga sob a luz solar, transformou-se em um enorme hemisfério.
Cientistas adicionaram outros elementos à liga de níquel-titânio e desenvolveram ainda mais novas ligas com memória de forma de níquel-titânio, como a liga Qin-Níquel, ferro Tianning, cromo Tianning, entre outras. Além disso, existem outros tipos de ligas com memória de forma, como ligas de cobre-níquel, cobre-alumínio, cobre-zinco, ligas de ferro (ferro-manganês-silício, ferro-paládio), etc.
As ligas com memória de forma também têm amplas perspectivas de aplicação em engenharia biológica, medicina, energia e automação.
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