Aplicações da liga com memória
2024-02-25
Aplicações em tecnologia espacial:
A aplicação mais encorajadora das ligas com memória é na tecnologia espacial. Em 20 de julho de 1969, o módulo lunar da Apollo 11 pousou na Lua, realizando o sonho humano do primeiro pouso lunar. Após os astronautas desembarcarem na Lua, colocaram uma antena hemisférica com alguns metros de diâmetro na superfície lunar para enviar e receber informações da Terra. A antena, com alguns metros de comprimento, foi colocada em um pequeno módulo lunar. A antena foi feita de uma liga com memória recém-inventada. Este material de liga com memória muito fino foi inicialmente preparado sob condições normais conforme os requisitos previstos, depois a temperatura foi reduzida, comprimindo-o em uma esfera, que foi colocada no módulo lunar e levada ao espaço. Após ser colocada na Lua, a temperatura aumentou sob a luz solar. Quando a temperatura atingiu a temperatura de transformação, a antena "lembrava" sua forma verdadeira e se transformava em um enorme hemisfério.
Aplicações mecânicas:
As ligas com memória são amplamente utilizadas. Por exemplo, pinos de fixação mecânicos, conexões de tubos, alarmes de incêndio, soquetes para circuitos integrados de instrumentos eletrônicos e equipamentos, válvulas cardíacas artificiais, hastes para correção vertebral, cranioplastia, ortopedia bucal e dentária, além de cirurgias de reconstrução mandibular. Também desempenharão um papel mágico em satélites de comunicação, televisores coloridos, controladores de temperatura e brinquedos. Tornar-se-ão novos materiais para navegação moderna, aviação, espaço, transporte, têxtil e outros campos. As ligas com memória já são usadas em conexões de tubulações e controle automático. Carcaças feitas de ligas com memória podem substituir soldas. O método consiste em expandir as extremidades dos tubos em cerca de 4% em baixa temperatura. Durante a montagem, as mangas são encaixadas. Uma vez aquecidas, a contração das mangas retorna à forma original, formando uma conexão apertada. O sistema hidráulico de aviões da Marinha dos EUA usa 100.000 desses conectores, sem vazamentos ou danos por anos. Reparar navios danificados e oleodutos submarinos com acessórios de liga com memória é muito conveniente. Em locais de difícil construção, pinos de liga com memória são fabricados e aquecidos para formar furos. A extremidade do pino se separa e enrola automaticamente, formando um componente unilateral.
As ligas com memória são especialmente adequadas para controle automático térmico e mecânico. Braços automáticos de abertura e fechamento à temperatura ambiente já foram fabricados. Eles podem abrir janelas de ventilação em dias ensolarados e fechá-las automaticamente à noite quando a temperatura ambiente cai. Existem muitos projetos para motores térmicos de liga com memória, que podem operar entre dois meios com pequena diferença de temperatura, abrindo novos caminhos para aproveitar água de resfriamento industrial, calor residual de reatores nucleares, diferença de temperatura oceânica e energia solar. Atualmente, o problema comum é a baixa eficiência, apenas 4%-6%, que precisa ser melhorada.
Uso médico:
As ligas com memória também atraem grande atenção em aplicações médicas. Por exemplo, placas de enxerto ósseo não apenas fixam dois ossos quebrados, mas também geram força de compressão durante a recuperação da forma, forçando a união dos ossos quebrados. Fios ortodônticos, clipes longos para aneurismas cerebrais e laqueadura de canais deferentes, e placas de suporte para correção da coluna são ativados pela temperatura corporal após a implantação. Filtros para formação de trombos também são um novo produto de liga com memória. Após a implantação do filtro corrigido na veia, ele gradualmente retorna à forma de rede, bloqueando 95% dos coágulos de sangue de entrarem no coração e pulmões.
O coração artificial é um órgão estruturalmente complexo. Fibras musculares feitas de liga com memória combinadas com membranas elásticas ventriculares podem simular a contração ventricular. Atualmente, a sucção foi bem-sucedida.
Como a liga com memória é uma "liga viva", aproveitando sua mudança de forma em determinada temperatura, podem ser projetados vários dispositivos de controle automático, expandindo continuamente seu campo de aplicação.
Primeiras aplicações:
As ligas com memória foram inicialmente aplicadas em conexões de tubos e fixadores. As ligas com memória (SMA) são usadas para fabricar mangas com diâmetro interno 4% menor que o diâmetro externo do tubo de conexão. Em seguida, a manga é expandida cerca de 8% em temperatura de nitrogênio líquido. Durante a montagem, a manga é retirada do nitrogênio líquido e os tubos de conexão são inseridos em ambas as extremidades. Quando a temperatura sobe para a temperatura normal, a manga se contrai formando uma vedação. Essa conexão é apertada, com boa vedação, muito melhor que a solda. É especialmente adequada para aviação, espaço, indústria nuclear, oleodutos submarinos e outros ambientes perigosos.
Mais usos:
Atualmente, o efeito de memória de forma e a superelasticidade são amplamente aplicados em vários campos da medicina e ciências da vida.
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