Nitinol-Blatt

Die besonderen Eigenschaften von Nitinol resultieren aus einer reversiblen Festkörperphasenverschiebung, die als martensitische Umwandlung bezeichnet wird und zwischen 10,000 und 20,000 psi (69 und 138 MPa) mechanischer Spannung erforderlich ist zwei unterschiedliche Martensit-Kristallphasen.

Austenit, auch Mutterphase genannt, ist die durchdringende einfache kubische Struktur, die Nitinol bei hohen Temperaturen annimmt. Nitinol geht bei niedrigen Temperaturen spontan in Martensit (Tochterphase) über, eine komplexere monokline Kristallstruktur. Die Umwandlungen von Austenit zu Martensit und Martensit zu Austenit weisen vier entsprechende Übergangstemperaturen auf. Wenn die Legierung auf die sogenannte Martensit-Starttemperatur (Ms) abkühlt, beginnt sich Martensit aus Vollaustenit zu entwickeln, und die Temperatur, bei der die Umwandlung abgeschlossen ist, wird als Martensit-Endtemperatur (Mf) bezeichnet. Die Bildung von Austenit beginnt bei der Austenit-Starttemperatur As und endet bei der Austenit-Endtemperatur Af, wenn die Legierung erhitzt wird, während sie vollständig martensitisch ist. In diesem Artikel geht es um Nitinolblech.

Chemische Zusammensetzung

Geschichte

Der Name „Nitinol“ leitet sich von der chemischen Zusammensetzung des Metalls und dem Naval Ordnance Laboratory ab, wo es erstmals entdeckt wurde. Seine Qualitäten wurden 1959 entdeckt, als William J. Buehler und Frederick Wang am Naval Ordnance Laboratory forschten. Buehler arbeitete daran, einen besseren Raketenspitzenkegel zu entwickeln, der Abnutzung, Hitze und Aufprallkräften standhalten konnte. Er stellte 1961 auf einer Laborleitungssitzung eine Probe vor, nachdem er herausgefunden hatte, dass eine 1:1-Legierung aus Nickel und Titan die Aufgabe lösen könnte. Die Probe wurde von den Teilnehmern herumgereicht und gebogen, nachdem sie wie eine Ziehharmonika gefaltet worden war. Zu jedermanns Überraschung schrumpfte der ziehharmonikaförmige Streifen und nahm wieder seine ursprüngliche Form an, nachdem einer von ihnen die Probe mit seinem Pfeifenfeuerzeug erhitzt hatte.

Die potenziellen Anwendungen von Nitinol waren leicht zu verstehen, die eigentlichen Kommerzialisierungsbemühungen begannen jedoch erst ein Jahrzehnt später. Die außergewöhnlichen Schwierigkeiten beim Schmelzen, Raffinieren und Bearbeiten der Legierung trugen wesentlich zu dieser Verzögerung bei. Selbst diese Initiativen stießen auf finanzielle Hindernisse, die erst in den 1980er Jahren leicht überwunden werden konnten, als man begann, diese realen Probleme zu lösen.

Der schwedische Chemiker Arne Lander bemerkte den Formgedächtniseffekt erstmals 1932 in Gold-Cadmium-Legierungen, was den Beginn der umfassenden Entdeckung des Phänomens markierte. Anfang der 1950er Jahre wurde ein ähnliches Phänomen bei Cu-Zn (Messing) beobachtet.

Anwendung
Aufgrund seiner außergewöhnlichen Eigenschaften, darunter Biokompatibilität, Strahlenundurchlässigkeit, keine Auswirkung der Kernspinresonanz (NMR), mechanische Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit, Formgedächtniseffekt und superelastische Dämpfung, werden Nitinolplatten häufig in der Luft- und Raumfahrt, im Maschinenbau und in der Elektronik eingesetzt , Chemie-, Energie-, Bau- und andere Projekte sowie den zivilen und medizinischen Bereich.

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