{"id":13876,"date":"2019-12-24T07:07:42","date_gmt":"2019-12-24T07:07:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=13876"},"modified":"2020-05-07T01:08:10","modified_gmt":"2020-05-07T01:08:10","slug":"a-detailed-introduction-to-shape-memory-metal","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/a-detailed-introduction-to-shape-memory-metal\/","title":{"rendered":"Uma Introdu\u00e7\u00e3o Detalhada ao Shape Memory Metal"},"content":{"rendered":"

Hist\u00f3rico de desenvolvimento da liga com mem\u00f3ria de forma<\/h2>

A liga com mem\u00f3ria de forma \u00e9 um tipo de material com mem\u00f3ria de forma com excelentes propriedades. Quando \u00e9 afetado por for\u00e7a externa ou mudan\u00e7a magn\u00e9tica, ele pode manter seu estado anterior, que \u00e9 chamado de efeito de mem\u00f3ria de forma. A aplica\u00e7\u00e3o desses materiais \u00e9 muito simples, em que os materiais s\u00e3o f\u00e1ceis de deformar pela aplica\u00e7\u00e3o de for\u00e7a externa. Quando s\u00e3o aquecidos a uma certa temperatura por aquecimento externo ou interno, eles encolhem ou retornam \u00e0 sua forma original. Em 1932, f\u00edsicos suecos descobriram pela primeira vez esse efeito de mem\u00f3ria de forma na liga Au CD. Em 1938, greninger e mooradian observaram pela primeira vez esse efeito de mem\u00f3ria de forma em ligas Cu Zn e Cu Sn. At\u00e9 1969, o SMA foi aplicado comercialmente com sucesso pela primeira vez. A empresa Raychem aplicou com sucesso a liga NiTi como uma junta de tubula\u00e7\u00e3o para o sistema de press\u00e3o de \u00f3leo do ca\u00e7a F14 nos Estados Unidos e obteve um bom desempenho de veda\u00e7\u00e3o do sistema de press\u00e3o de \u00f3leo.<\/p>

\"\"<\/figure>

Efeito de mem\u00f3ria de forma<\/h2>

O efeito de mem\u00f3ria de forma da liga com mem\u00f3ria de forma est\u00e1 essencialmente relacionado com a transforma\u00e7\u00e3o martens\u00edtica na liga. A liga com mem\u00f3ria de forma existe na forma de austenita em temperatura mais alta e martensita em temperatura mais baixa. Quando o SMA \u00e9 aquecido, ele come\u00e7a a mudar da fase martens\u00edtica para a austen\u00edtica. Como \u00e9<\/p>

\u00c9 definida como a temperatura na qual a transforma\u00e7\u00e3o austen\u00edtica come\u00e7a e AF como a temperatura na qual a transforma\u00e7\u00e3o austen\u00edtica termina. Quando o SMA \u00e9 aquecido acima da temperatura, a fase martens\u00edtica muda gradualmente de volta para a fase austenita e retorna \u00e0 forma original em alta temperatura, o que tamb\u00e9m pode ser realizado sob condi\u00e7\u00f5es de alta carga. No processo de resfriamento, a temperatura inicial da austenita para a martensita \u00e9 definida como MS, e a temperatura no final da transforma\u00e7\u00e3o da martensita \u00e9 definida como MF. A temperatura na qual a transforma\u00e7\u00e3o martens\u00edtica n\u00e3o \u00e9 mais induzida pelo estresse \u00e9 definida como MD. Acima desta temperatura, o SMA se deforma sob a a\u00e7\u00e3o de uma for\u00e7a externa e retorna imediatamente \u00e0 sua forma original ap\u00f3s o descarregamento. As ligas com mem\u00f3ria de forma t\u00eam tr\u00eas tipos diferentes de efeitos de mem\u00f3ria (como mostrado na Figura 1), que s\u00e3o caracterizados da seguinte forma:<\/p>

\u2460 Efeito de mem\u00f3ria unidirecional. Quando a temperatura \u00e9 reduzida, a liga se deformar\u00e1, e ent\u00e3o retornar\u00e1 ao estado anterior \u00e0 deforma\u00e7\u00e3o aumentando a temperatura, ou seja, h\u00e1 efeito de mem\u00f3ria de forma no processo de aquecimento;<\/p>

\u2461 Efeito de mem\u00f3ria bidirecional. Quando a liga retorna ao estado em alta temperatura durante o aquecimento, e retorna \u00e0 forma em baixa temperatura quando a temperatura \u00e9 reduzida. Porque o efeito de mem\u00f3ria bidirecional s\u00f3 pode ser obtido atrav\u00e9s de um processo de \u201ctreinamento\u201d adequado e a tens\u00e3o em alta temperatura ser\u00e1 bastante reduzida, por isso tem menos aplica\u00e7\u00e3o comercial. O ciclo de for\u00e7a de calor \u00e9 um tipo de m\u00e9todo de \u201ctreinamento\u201d para realizar o efeito de mem\u00f3ria de forma bidirecional. Atinge o prop\u00f3sito de \u201ctreinamento\u201d ciclando entre austenita e variantes espec\u00edficas de martensita;<\/p>

\u2462 Efeito de mem\u00f3ria de todo o processo. Refere-se ao estado em que a liga recupera a alta temperatura durante o processo de aquecimento. Quando a temperatura \u00e9 reduzida para baixa temperatura, a forma muda para a forma oposta quando muda para alta temperatura.<\/p>

\"\"<\/figure>

O efeito de mem\u00f3ria de forma \u00e9 uma transforma\u00e7\u00e3o martens\u00edtica de fase s\u00f3lida sem difus\u00e3o. Al\u00e9m disso, existem outros processos de transforma\u00e7\u00e3o de fase relacionados \u00e0 mem\u00f3ria de forma, como a transforma\u00e7\u00e3o de fase R, que geralmente ocorre em uma fase intermedi\u00e1ria de transforma\u00e7\u00e3o de austenita para martensita. H\u00e1 histerese t\u00e9rmica na transforma\u00e7\u00e3o reversa da martensita, que \u00e9 um \u00edndice para medir a diferen\u00e7a de temperatura entre aquecimento e resfriamento (ie \u0394 t = af-ms). Esta propriedade de histerese t\u00e9rmica \u00e9 muito importante, e a histerese t\u00e9rmica do material SMA precisa ser considerada cuidadosamente no processo de aplica\u00e7\u00e3o da tecnologia alvo, por exemplo, para aplica\u00e7\u00e3o de acionamento r\u00e1pido, \u00e9 necess\u00e1ria histerese t\u00e9rmica menor, enquanto para conex\u00e3o de tubula\u00e7\u00e3o, histerese t\u00e9rmica maior \u00e9 necess\u00e1rio para garantir que a forma predefinida seja mantida em uma faixa de temperatura maior. As propriedades f\u00edsicas e mec\u00e2nicas (condutividade t\u00e9rmica, coeficiente de expans\u00e3o t\u00e9rmica, resistividade, m\u00f3dulo de Young, etc.) de alguns SMA antes e depois da transi\u00e7\u00e3o de fase tamb\u00e9m s\u00e3o diferentes. A estrutura da fase austen\u00edtica \u00e9 relativamente dura e possui maior m\u00f3dulo de Young, enquanto a estrutura da martensita \u00e9 mais macia e male\u00e1vel, ou seja, pode ser facilmente deformada pela aplica\u00e7\u00e3o de for\u00e7a externa.<\/p>

\"\"<\/figure>

Introdu\u00e7\u00e3o de materiais de liga com mem\u00f3ria de forma<\/h2>

A liga de mem\u00f3ria de forma NiTi tem sido amplamente utilizada em campos biom\u00e9dicos, como stent de liga, dispositivos m\u00e9dicos minimamente invasivos, cirurgia ortop\u00e9dica, cirurgia cerebral e estomatologia devido \u00e0 sua excelente biocompatibilidade e propriedades mec\u00e2nicas.<\/p>

\"\"<\/figure>

No entanto, devido \u00e0s \u00f3bvias limita\u00e7\u00f5es ou defici\u00eancias do SMA, como alto custo de fabrica\u00e7\u00e3o, deforma\u00e7\u00e3o recuper\u00e1vel limitada e temperatura de servi\u00e7o, outros tipos de materiais com mem\u00f3ria de forma est\u00e3o sendo explorados.<\/p>

Liga de mem\u00f3ria de forma de alta temperatura<\/h3>

Devido aos requisitos cada vez mais altos para a temperatura de servi\u00e7o da liga com mem\u00f3ria de forma de alta temperatura, muitos pesquisadores aumentaram a temperatura de servi\u00e7o da liga com mem\u00f3ria de forma adicionando a liga do terceiro elemento na liga de NiTi. De fato, a liga com mem\u00f3ria de forma de alta temperatura \u00e9 definida como a liga com mem\u00f3ria de forma que pode ser usada acima de 100 \u2103, mas devido \u00e0 grande<\/p>

A maioria das ligas com mem\u00f3ria de forma de alta temperatura mostra baixa ductilidade e resist\u00eancia \u00e0 fadiga \u00e0 temperatura ambiente, por isso \u00e9 dif\u00edcil processar e \u201ctreinar\u201d, portanto o custo de fabrica\u00e7\u00e3o \u00e9 muito caro. Liga de mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica<\/p>

Em compara\u00e7\u00e3o com a tradicional liga de mem\u00f3ria de forma controlada por temperatura, a liga de mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica tem maior tens\u00e3o de sa\u00edda e maior frequ\u00eancia de resposta. Isso ocorre porque a energia se propaga atrav\u00e9s do campo magn\u00e9tico durante o processo de servi\u00e7o e n\u00e3o \u00e9 afetada pela condutividade t\u00e9rmica e condi\u00e7\u00f5es de dissipa\u00e7\u00e3o de calor do material da liga. Seu efeito de mem\u00f3ria de forma \u00e9 excitar g\u00eameos atrav\u00e9s do campo magn\u00e9tico externo<\/p>

A reorienta\u00e7\u00e3o preferida entre as variantes martens\u00edticas resulta na deforma\u00e7\u00e3o macro da forma da liga. A liga de mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica pode n\u00e3o apenas fornecer a mesma pot\u00eancia espec\u00edfica que a liga de mem\u00f3ria tradicional, mas tamb\u00e9m transmitir em uma frequ\u00eancia mais alta. No entanto, em geral, a liga com mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica encontrar\u00e1 problemas de design semelhantes com a liga com mem\u00f3ria tradicional no processo de aplica\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, a dureza da liga com mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica \u00e9 muito grande e fr\u00e1gil, por isso s\u00f3 pode ser processada e operada em baixa temperatura. Portanto, \u00e9 dif\u00edcil moldar e moldar a liga com mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica e n\u00e3o \u00e9 adequada para ambientes de alta temperatura e alta resist\u00eancia no momento. Portanto, ainda \u00e9 necess\u00e1rio um estudo mais aprofundado da liga ferromagn\u00e9tica com mem\u00f3ria de forma existente, a fim de melhorar ainda mais o desempenho do material.<\/p>

liga de mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica<\/h3>

Em compara\u00e7\u00e3o com a tradicional liga de mem\u00f3ria de forma controlada por temperatura, a liga de mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica tem maior tens\u00e3o de sa\u00edda e maior frequ\u00eancia de resposta. Isso ocorre porque a energia se propaga atrav\u00e9s do campo magn\u00e9tico durante o processo de servi\u00e7o e n\u00e3o \u00e9 afetada pela condutividade t\u00e9rmica e condi\u00e7\u00f5es de dissipa\u00e7\u00e3o de calor do material da liga. Seu efeito de mem\u00f3ria de forma \u00e9 estimular a reorienta\u00e7\u00e3o preferida entre as variantes de martensita g\u00eamea atrav\u00e9s do campo magn\u00e9tico externo. Ocorre a deforma\u00e7\u00e3o macro da forma da liga. A liga de mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica pode n\u00e3o apenas fornecer a mesma pot\u00eancia espec\u00edfica que a liga de mem\u00f3ria tradicional, mas tamb\u00e9m transmitir em uma frequ\u00eancia mais alta. No entanto, em geral, a liga com mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica encontrar\u00e1 problemas de design semelhantes com a liga com mem\u00f3ria tradicional no processo de aplica\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, a dureza da liga com mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica \u00e9 muito grande e fr\u00e1gil, por isso s\u00f3 pode ser processada e operada em baixa temperatura. Portanto, \u00e9 dif\u00edcil moldar e moldar a liga com mem\u00f3ria de forma ferromagn\u00e9tica e n\u00e3o \u00e9 adequada para ambientes de alta temperatura e alta resist\u00eancia no momento. Portanto, ainda \u00e9 necess\u00e1rio um estudo mais aprofundado da liga ferromagn\u00e9tica com mem\u00f3ria de forma existente, a fim de melhorar ainda mais o desempenho do material.<\/p>

Material de filme de mem\u00f3ria de forma<\/h3>

Devido \u00e0 aplica\u00e7\u00e3o de materiais de ligas com mem\u00f3ria de forma em sistemas mec\u00e2nicos, especialmente em microatuadores, filmes de ligas com mem\u00f3ria de forma t\u00eam sido amplamente estudados. Os materiais de filme fino com mem\u00f3ria de forma s\u00e3o geralmente usados como filmes finos independentes para se tornarem microatuadores. No r\u00e1pido desenvolvimento de MEMS, o filme fino de NiTi tornou-se a primeira escolha no n\u00edvel micro<\/p>

O atuador, devido ao seu excelente desempenho de mem\u00f3ria de forma e alta frequ\u00eancia, ainda pode manter uma grande pot\u00eancia de sa\u00edda. Espera-se que os micro drivers de NiTi baseados em filmes de NiTi pulverizados ocupem grande parte do mercado comercial, especialmente para microdispositivos m\u00e9dicos e aplica\u00e7\u00f5es implant\u00e1veis. No entanto, a aplica\u00e7\u00e3o de materiais de filme fino com mem\u00f3ria de forma em alguns campos com temperatura ambiente superior a 100 \u2103 \u00e9 limitada, como motor de autom\u00f3vel, alarme de inc\u00eandio e turbina de avia\u00e7\u00e3o, portanto, nos \u00faltimos anos, a pesquisa sobre materiais de filme fino com mem\u00f3ria de forma de alta temperatura com temperatura de mudan\u00e7a de fase superior a 100 \u2103 foi aumentada.<\/p>

Tend\u00eancia de desenvolvimento de liga com mem\u00f3ria de forma<\/h2>

(1) Desenvolver novos ou melhorar os materiais com mem\u00f3ria de forma existentes, por exemplo, para adicionar elementos de terceira liga apropriados ao sistema de liga com mem\u00f3ria de forma, melhorar sua transforma\u00e7\u00e3o martens\u00edtica e obter um controle preciso de seu processo de transforma\u00e7\u00e3o no n\u00edvel micro.<\/p>

(2) A liga com mem\u00f3ria de forma com excelentes propriedades funcionais pode ser combinada com outros materiais com boas propriedades estruturais para atender aos requisitos de aplica\u00e7\u00f5es de campo especiais.<\/p>

(3) Para atender a demanda de aplica\u00e7\u00e3o comercial, devemos aumentar sua aplica\u00e7\u00e3o comercial e melhorar o m\u00e9todo de preparo para produ\u00e7\u00e3o em larga escala.<\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Development history of shape memory alloy Shape memory alloy is a kind of shape memory material with excellent properties. When it is affected by external force or magnetic change, it can keep its previous state, which is called shape memory effect. The application of these materials is very simple, in which the materials are easy…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":13877,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-13876","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/\u56fe\u724712.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13876","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13876"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13876\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media\/13877"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13876"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13876"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13876"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}