A Nitinol második fejezetének bevezetőjében: A könyv, Tom bemutatja az alakemlékezeti hatást a fémek fázisátalakulásaihoz kapcsolódóan.

2.0 Az ausztenitből martenzitté történő termikus átalakulás és az alakemlékezet eredete

Ez a bejegyzés egy részlet a Nitinol: The Book (A könyv) című kiadványból, amely Tom Duerig, Alan Pelton és mások hamarosan megjelenő kiadványának munkatervezete. További információért látogasson el a tartalomjegyzékbe vagy a Bevezetésbe.

A martenzites átalakulás a kristályszerkezet változásának egy speciális típusa, amely bizonyos fémek, köztük a nitinol hűtésekor következik be. A magas hőmérsékleten található kristályszerkezet az alapfázis, amelyet gyakran ausztenitnek neveznek, a martenzites átalakulás eredményeként létrejövő fázist pedig martenzitnek nevezik. Az alakemlékező hatás az ausztenit és a martenzit közötti reverzibilis átalakulás közvetlen következménye.

A martenzites átalakulások részletes leírása nagyon bonyolult lehet, de szerencsére nem szükséges az alakemlékező anyagok műszaki vonatkozásainak megértéséhez. Ebben a fejezetben az átalakulás pontos, de egyszerűsített leírását mutatjuk be, a tervezés és a mérnöki munka szempontjából fontos szempontokra szorítkozva. Konkrétabban a nitinol két kulcsfontosságú fázisának kristályográfiáját és tulajdonságait ismertetjük, majd azt tárgyaljuk, hogyan megy végbe a kettő közötti átalakulás. A kristályszerkezetek megfelelő meghatározása után a szöveg megvizsgálja, hogy a martenzit kristályszerkezete hogyan biztosít egy egyedi típusú alakváltozási viselkedést, majd végül megvizsgálja, hogy ezek a tényezők együttesen hogyan eredményezik a termikus alakemlékezeti hatást (SME).

A 3. fejezetben bemutatjuk, hogy a martenzites átalakulás feszültség alkalmazásával is előidézhető, és hogy ez szuperelaszticitást eredményez, de itt a tárgyalást kizárólag a hőmérséklet hatására korlátozzuk. Megjegyezzük továbbá, hogy létezik még egy harmadik fázis, az úgynevezett “R-fázis”, amely a nitinol számos állapotában megtalálható. Az R-fázist a 4. fejezetben részletesen tárgyaljuk, de ebben a bevezető fejezetben csak a közvetlen martenzit-austenit átalakulással foglalkozunk, mindenféle R-fázis beavatkozás nélkül.

Azoknak az olvasóknak, akik egyáltalán nem ismerik az alakemlékező hatás mechanizmusát, javasoljuk, hogy ismerkedjenek meg az 1-1. ábrával, mielőtt megtámadnák az ebben a fejezetben szereplő anyagot; ez értékes útitervként szolgál az itt tárgyalt témákhoz.

  1. GB Olson és WS Owen, Martensite, ASM International (1992).