2025/04/24

Liga de níquel-titânio

A liga de níquel-titânio é uma liga com memória de forma, que é um tipo especial de liga capaz de recuperar automaticamente sua forma original após uma deformação plástica a uma temperatura específica. Sua taxa de alongamento é superior a 20%, a vida útil à fadiga alcança 1*10^7 ciclos, suas características de amortecimento são 10 vezes maiores que as de molas comuns, e sua resistência à corrosão é superior ao melhor aço inoxidável médico disponível atualmente. Portanto, pode atender às necessidades de várias aplicações em engenharia e medicina, sendo um material funcional excelente. Além da função única de memória de forma, as ligas com memória também possuem características superiores como resistência ao desgaste, resistência à corrosão, alto amortecimento e superelasticidade.

2025/04/24

Quais são as principais características da liga com "memória"?

Para implementar o plano da antena lunar, é necessário transportar uma antena parabólica de grande diâmetro para a Lua usando o ônibus espacial. Mas, como é possível acomodar uma antena tão grande dentro do espaço extremamente limitado do ônibus espacial? A NASA utilizou a tecnologia de ligas com memória de forma, um material que, sob certas condições de temperatura, sofre mudanças significativas em suas propriedades físicas, possuindo uma função única de memória de forma. Após uma pré-deformação da liga, quando aquecida acima da temperatura de transformação da liga, o material retorna à sua forma original. Os cientistas da NASA fabricaram a antena parabólica lunar com essa liga à temperatura ambiente, depois a amassaram em uma pequena bola com menos de 5 centímetros de diâmetro, colocaram-na dentro da cabine da Apollo 11 e a enviaram para a Lua. Lá, a luz solar aqueceu a antena, fazendo-a recuperar sua forma parabólica original. Assim, foi possível transportar uma antena de grande volume dentro do espaço limitado da cabine do ônibus espacial.

2025/04/23

O que é liga com memória

Ligas com memória de forma são ligas que podem automaticamente recuperar sua forma original após sofrer deformação plástica a uma temperatura específica. Além da função única de memória de forma, essas ligas também possuem excelentes características como resistência ao desgaste, resistência à corrosão, alta capacidade de amortecimento e superelasticidade. A taxa de alongamento é superior a 20%. A vida útil à fadiga alcança 10^7 ciclos, as características de amortecimento são 10 vezes maiores que as molas comuns, e sua resistência à corrosão é melhor do que o aço inoxidável médico atualmente disponível, podendo assim atender às necessidades de diversas aplicações em engenharia e medicina, sendo um material funcional excepcional. Produz-se fios de liga com memória de alta qualidade que podem ser aplicados em hastes de óculos, sutiãs femininos, antenas de celulares, dispositivos contraceptivos femininos, arcos dentários, instrumentos e outros campos. Em 1963, o Laboratório de Pesquisa de Armamentos da Marinha dos EUA precisava de fios de liga de níquel-titânio para um experimento. Os fios que receberam estavam todos curvados. Para facilitar o uso, eles esticaram cada fio curvado até que ficasse reto. Durante experimentos subsequentes, um fenômeno estranho ocorreu: quando a temperatura atingia um certo valor, esses fios de liga, que haviam sido esticados até ficarem retos, magicamente recuperavam rapidamente sua forma original curvada, exatamente igual à forma original. Após múltiplos testes repetidos, o resultado foi sempre o mesmo: os fios esticados, ao atingirem uma certa temperatura, imediatamente retornavam à sua forma curvada original. É como se, quando estavam "congelados" e perderam a consciência, sua forma tivesse sido alterada, mas ao aquecerem até uma certa temperatura, eles "acordassem" e "lembrassem" sua forma original, restaurando-a completamente. A estrutura cristalina da liga níquel-titânio é diferente acima e abaixo de 40°C, e quando a temperatura varia em torno de 40°C, a liga se contrai ou expande, alterando sua forma. Aqui, 40°C é a "temperatura de transformação" da liga com memória de níquel-titânio. Cada liga possui sua própria temperatura de transformação. Ligas com memória de forma já são usadas em junções de tubos e controle automático. Tubos feitos com essas ligas podem substituir soldas: a extremidade do tubo é expandida cerca de 4% em baixa temperatura, as peças são encaixadas, e ao aquecer, o tubo se contrai e retorna à forma original, formando uma junção firme. O sistema hidráulico de aviões da Marinha dos EUA utiliza 100.000 dessas conexões, que nunca apresentaram vazamentos ou danos ao longo dos anos. Reparos em navios e oleodutos submarinos com acessórios de liga com memória são muito convenientes. Em locais de difícil acesso, pinos feitos com essa liga são inseridos em furos e aquecidos, fazendo com que a extremidade se abra e enrole automaticamente, formando um componente de montagem unilateral. Ligas com memória são especialmente adequadas para controle térmico e mecânico automático, e já foram usadas para braços automáticos de abertura e fechamento à temperatura ambiente, que abrem janelas para ventilação durante o dia sob luz solar e fecham automaticamente à noite quando a temperatura cai. Existem vários projetos de motores térmicos com ligas com memória, que podem operar entre dois meios com pequena diferença de temperatura, abrindo novas possibilidades para aproveitar água de resfriamento industrial, calor residual de reatores nucleares, diferenças de temperatura oceânicas e energia solar. Atualmente, o problema comum é a baixa eficiência, apenas 4% a 6%, necessitando melhorias. As aplicações médicas das ligas com memória também são notáveis. Por exemplo, placas ósseas para fixação de fraturas não só mantêm os ossos unidos, mas também geram força de compressão durante a recuperação da forma, promovendo a união óssea. Fios ortodônticos, grampos para ligadura de aneurismas cerebrais e canais deferentes, suportes para correção da coluna vertebral, entre outros, são ativados pela temperatura corporal após serem implantados. Filtros de trombos também são um novo produto dessas ligas. O filtro, implantado em veias, recupera gradualmente sua forma em rede, bloqueando 95% dos coágulos de sangue que poderiam alcançar o coração e os pulmões. O coração artificial é um órgão estruturalmente mais complexo. Fibras musculares feitas com ligas com memória combinadas com membranas elásticas ventriculares podem imitar o movimento de contração ventricular. Atualmente, o bombeamento de água já foi bem-sucedido. Como a liga com memória é uma "liga viva", sua mudança de forma em determinada temperatura permite o design de diversos dispositivos automáticos, e seu uso está em constante expansão.

2025/04/23

Aplicações médicas dos tubos de liga de níquel-titânio

Aplicações médicas dos tubos de liga de níquel-titânio O tubo de liga de níquel-titânio é um composto intermetálico, composto por uma proporção atômica aproximadamente igual (50% de átomos de níquel e 50% de átomos de titânio), com densidade de 6,45 g/cm³ e ponto de fusão entre 1240-1310 °C. A martensita e a austenita possuem estruturas cristalinas de duas fases, que podem se transformar uma na outra sob certas condições, exibindo durante esse processo o efeito de memória de forma e superelasticidade. Essas são duas funções importantes na aplicação médica. O tubo de liga de níquel-titânio deve ser soldado usando aço inoxidável 304. O tubo de liga de níquel-titânio deve ter dimensões de 1,8 mm * 1,4 mm, enquanto o aço inoxidável deve ser de 2,5 mm * 1,8 mm. Durante o processo de soldagem, o tubo de liga de níquel-titânio é inserido dentro do tubo de aço inoxidável, com profundidade não superior a 4 mm. Devido à fragilidade térmica do tubo de níquel-titânio, a soldagem pode facilmente ser interrompida. O tubo de liga de níquel-titânio é uma liga com memória de forma. Essa liga especial pode automaticamente restaurar sua deformação plástica para a forma original a uma certa temperatura. Sua taxa de expansão é superior a 20%, a vida útil à fadiga pode alcançar 10^7 ciclos, suas características de amortecimento são 10 vezes maiores que as de molas comuns, e sua resistência à corrosão é superior à do aço inoxidável médico atualmente disponível, podendo assim atender às diversas necessidades de engenharia e aplicações médicas, sendo um excelente material funcional. Palavras-chave: fio plano de liga de memória de níquel-titânio, fio de liga de memória, placa de liga de memória de níquel-titânio, fio de liga de memória de níquel-titânio, fio plano de liga de memória, placa de liga de memória, liga de memória de níquel-titânio

2025/04/23

Qual é o princípio da liga com memória?

Princípio da liga com memória: Geralmente, acredita-se que a liga com memória recupera sua forma quando sua estrutura cristalina complexa em forma de losango se transforma em uma estrutura cristalina cúbica simples. Quando a liga com memória retorna à sua forma original, gera uma força enorme; a liga de níquel-titânio pode alcançar até 60 kg por milímetro quadrado, muito maior do que a força aplicada durante a deformação inicial. Em geral, pode ser até dez vezes a força da deformação original, o que significa que a energia de saída é muito maior que a energia de entrada. Os cientistas não conseguem explicar isso; o físico Roshal disse: "As leis da termodinâmica não estão erradas, mas essas leis simplesmente não se aplicam ao níquel-titânio?" Atualmente, muitos estudiosos acreditam que a capacidade da liga com memória de recuperar sua forma original se deve ao efeito do "fator de memória". O "fator de memória" é derivado através do estudo da energia livre durante o processo de transformação de fase e da relação com o volume.

2025/04/21

Aplicações da liga com memória

Ligas com memória, devido à sua capacidade de recuperação superior a um milhão de vezes, são chamadas por muitos de "ligas vivas". Isso porque as ligas com memória são uma espécie de "liga viva"; aproveitando a mudança de forma em determinada temperatura, é possível projetar diversos dispositivos automáticos, e seu uso está se expandindo continuamente. Uso em máquinas As ligas com memória têm uma ampla aplicação. Por exemplo, pinos de fixação e conexões de tubos em máquinas, alarmes de incêndio e conectores em equipamentos eletrônicos, soldagem de circuitos integrados, válvulas cardíacas artificiais, hastes para correção da coluna vertebral, reparação e remodelação de ossos do crânio, ortodontia e cirurgias de reparação da mandíbula na área médica. Elas também desempenharão um papel mágico em satélites de comunicação, televisores coloridos, controladores de temperatura e brinquedos, tornando-se um novo tipo de material em diversas áreas como navegação moderna, aviação, exploração espacial, transporte e indústria têxtil. As ligas com memória já são usadas em conexões de tubulações e controle automático; tubos feitos com essas ligas podem substituir a soldagem. O método consiste em expandir a extremidade interna do tubo em cerca de 4% em baixa temperatura, encaixá-lo e, ao aquecer, o tubo contrai e retorna à forma original, formando uma conexão firme. O sistema hidráulico de aviões da Marinha dos EUA utiliza 100 mil dessas conexões, que nunca apresentaram vazamentos ou danos ao longo dos anos. Reparar danos em navios e oleodutos submarinos com acessórios de liga com memória é muito conveniente. Em locais de difícil acesso, pinos feitos com essa liga são inseridos em furos e aquecidos, fazendo com que suas extremidades se abram e enrolem automaticamente, formando um componente de montagem unilateral. As ligas com memória são especialmente adequadas para controle térmico e mecânico automático, já sendo usadas em braços automáticos que abrem janelas de ventilação durante o dia sob luz solar e as fecham automaticamente à noite quando a temperatura ambiente cai. Existem vários projetos de motores térmicos com ligas com memória, que operam entre dois meios com pequena diferença de temperatura, abrindo novas possibilidades para o aproveitamento de 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% a 6%, que precisa ser melhorada. Uso médico A aplicação das ligas com memória na medicina também é notável. Por exemplo, placas ósseas para fixação de ossos quebrados não só mantêm as partes unidas, mas também exercem força de compressão durante a recuperação, promovendo a união dos ossos. Fios ortodônticos, grampos longos para ligadura de aneurismas cerebrais e ductos deferentes, placas para correção da coluna vertebral, todos ativados pela temperatura corporal após a implantação. Filtros de trombos também são um novo produto feito com ligas com memória. O filtro, implantado em veias em estado esticado, gradualmente retorna à forma de rede, bloqueando 95% dos coágulos que poderiam alcançar o coração e os pulmões. O coração artificial é um órgão estruturalmente mais complexo; fibras musculares feitas com ligas com memória combinadas com membranas elásticas ventriculares podem imitar o movimento de contração do ventrículo. Atualmente, o bombeamento de água já foi bem-sucedido. Por ser uma "liga viva", aproveitando a mudança de forma em determinada temperatura, as ligas com memória permitem o design de diversos dispositivos automáticos, e seu uso continua a se expandir. Aplicações iniciais O uso das ligas com memória começou em conexões de tubos e fixadores. Tubos feitos com ligas com memória têm diâmetro interno 4% menor que o diâmetro externo do tubo a ser conectado. Em temperatura de nitrogênio líquido, o tubo é expandido cerca de 8%. Na montagem, o tubo é retirado do nitrogênio líquido e o tubo a ser conectado é inserido em ambas as extremidades. Ao aquecer até a temperatura ambiente, o tubo contrai, formando uma conexão firme e vedada. Essa conexão é mais apertada e resistente a vazamentos do que a soldagem, sendo especialmente adequada para aplicações em aviação, exploração espacial, indústria nuclear e oleodutos submarinos. Aplicação em tecnologia espacial Uma aplicação 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 da primeira viagem humana à Lua. Após o pouso, os astronautas instalaram uma antena hemisférica de vários metros de diâmetro para enviar e receber informações da Terra. A antena, de vários metros, foi levada ao espaço dentro do pequeno módulo lunar. Ela foi feita com ligas com memória recém-inventadas na época. O material extremamente fino foi moldado na forma desejada em temperatura normal, depois resfriado e comprimido em uma bola para ser transportado. Na superfície lunar, sob a luz solar, a temperatura aumentou e, ao atingir a temperatura de transformação, a antena "lembrou" sua forma original, transformando-se em um enorme hemisfério.

2025/04/21

Aplicações da mola de liga de memória de níquel-titânio

A mola é feita de fio de liga de memória TiNi enrolado, aproveitando o efeito de memória unidirecional da liga de memória de forma, que, após ser esticada, pode recuperar seu comprimento original com o aumento da temperatura, funcionando como um elemento de acionamento sensível à temperatura. Esta mola é também uma forma estrutural típica de elementos industriais de liga de memória de forma. Após ser esticada, usando água quente ou ar quente como fonte de calor, a temperatura para recuperar o comprimento original é de 65°C a 85°C, com o comprimento original de 80 mm. A fase martensítica da liga de memória de forma (ou seja, a estrutura de fase em baixa temperatura, aqui referida como temperatura ambiente) é uma fase macia, enquanto a fase austenítica (ou seja, a estrutura de fase em alta temperatura, aqui referida como 65°C a 85°C) é uma fase dura. Uso: A aplicação da liga de memória é muito ampla. Por exemplo, pinos de fixação e conexões de tubos em máquinas, alarmes de incêndio e conectores em equipamentos eletrônicos, brasagem de circuitos integrados, válvulas cardíacas artificiais, hastes de correção da coluna vertebral, reparação e modelagem de ossos cranianos, ortodontia e cirurgias de reparação mandibular na área médica. Também terá um desempenho notável em satélites de comunicação, televisores coloridos, controladores de temperatura e brinquedos, além de se tornar um novo tipo de material em várias áreas como navegação marítima, aviação, espaço, transporte, indústria têxtil leve, entre outras. A liga de memória já é usada em conexões de tubulações e controle automático; tubos feitos com liga de memória podem substituir a soldagem, expandindo-se cerca de 4% internamente em baixa temperatura, para montagem por encaixe, e ao ser aquecido, o tubo contrai e retorna à forma original, formando uma conexão firme.

2025/04/20

Características da liga de memória de forma de níquel-titânio

(1) Memória de forma A liga de níquel-titânio com memória de forma recupera automaticamente sua forma após um determinado tratamento térmico. Essa mudança é a característica de memória de forma da liga de níquel-titânio. A memória de forma pode ser classificada em memória de forma unidirecional, bidirecional e de ciclo completo, dependendo do estado de recuperação. (2) Superelasticidade A liga de níquel-titânio com memória de forma se deforma quando submetida a uma força externa e retorna ao seu estado original após a remoção da força, caracterizando a superelasticidade da liga. Após a deformação superelástica, ocorre uma transformação martensítica, que reverte quando a força externa é removida. (3) Amortecimento A liga de níquel-titânio com memória de forma possui excelente capacidade de amortecimento devido ao autoajuste da transformação de fase e às interfaces e movimentos gerados durante essa transformação. (4) Resistência elétrica Durante a deformação da liga de níquel-titânio martensítica, a resistência elétrica tem uma relação linear com a deformação. Após a transformação de fase, a inclinação da curva diminui, mas a relação linear é mantida antes e depois da fase martensítica.

2025/04/20

Função da liga de memória de forma de níquel-titânio

Devido às propriedades únicas da liga de níquel-titânio com memória de forma, que além de sua função principal, também possui superelasticidade, resistência ao desgaste e à corrosão, ela tem sido amplamente utilizada em diversos campos. (1) Engenharia Mecânica O uso da liga de níquel-titânio com memória de forma na indústria mecânica começou principalmente em conexões de tubos e fixadores. Especificamente, na conexão de peças mecânicas, tubulações, e na interface de reabastecimento aéreo de aviões, a liga é processada em uma manga com diâmetro externo 3% maior que o interno, e a expansão da manga pode chegar a cerca de 8% em determinada temperatura. Durante a montagem, a manga é retirada do nitrogênio líquido e o tubo é inserido em ambas as extremidades; ao aquecer até a temperatura ambiente, a liga se deforma e a manga encolhe, formando uma vedação apertada que evita vazamentos, superando em muito a soldagem tradicional. Portanto, a liga é especialmente adequada para os setores aeroespacial, naval e oleodutos. Em locais de difícil acesso, podem ser usados pinos feitos da liga, inseridos em furos e aquecidos. Assim, aproveitando a resposta térmica da liga, podem ser fabricados robôs e manipuladores mecânicos. (2) Indústria da Construção Como mencionado anteriormente, as diversas propriedades da liga, combinadas com sua estrutura, podem aumentar o amortecimento do sistema e reduzir a resposta dinâmica da estrutura, permitindo a fabricação de dispositivos de amortecimento e dissipação de energia em várias formas. Também podem ser projetados isoladores sísmicos que, através da deformação da liga, aumentam a dissipação de energia por deslocamento, prevenindo a transferência da energia sísmica para a estrutura superior, protegendo-a e melhorando significativamente a resistência sísmica. (3) Indústria Aeroespacial Nos sistemas hidráulicos de aeronaves, praticamente cada avião utiliza cerca de 800 conexões feitas com a liga de níquel-titânio com memória de forma. Desde a década de 1970, a maioria dos aviões da marinha dos EUA utiliza essas conexões sem registros de falhas. Além disso, a liga também é usada em antenas de espaçonaves e em atuadores eletromecânicos. (4) Indústria Automotiva A liga é principalmente usada em embreagens de ventiladores de resfriamento de motores, bicos de escape e radiadores de motores a diesel. (5) Área Médica A liga de níquel-titânio com memória de forma possui alto desempenho mecânico e biocompatibilidade, o que a torna amplamente utilizada na medicina, como em ortodontia, cirurgia plástica e procedimentos cardiovasculares minimamente invasivos. Filtros de trombos são um novo produto dessa liga; o filtro, quando implantado na veia, se expande com o tempo formando uma rede que bloqueia mais de 90% dos coágulos sanguíneos que poderiam alcançar o coração, pulmões e outros órgãos. Além disso, em testes clínicos, a liga é usada em fios cirúrgicos, articulações artificiais e corações artificiais.

2025/04/18

A empresa de fabricação de metais com memória apresenta a todos a aplicação das ligas com memória e a especificidade da liga de níquel-titânio.

A empresa de fabricação de metais com memória apresenta a aplicação das ligas com memória e a especificidade da liga de níquel-titânio. Existem muitos exemplos de sucesso da aplicação de ligas com memória no campo aeroespacial. As enormes antenas parabólicas em satélites podem ser feitas de ligas com memória. Antes do lançamento do satélite artificial, a antena parabólica é dobrada e colocada dentro do corpo do satélite. Após o foguete decolar e colocar o satélite artificial na órbita prevista, basta aquecer, e a antena dobrada do satélite se desdobra naturalmente devido à sua função de "memória", recuperando a forma parabólica.