Mūsdienu materiāli

Formu saglabājošo materiālu sastāvs un struktūra

Metālu sakausējumu formu saglabājošie materiāli

Formu saglabājošie materiāli sākotnēji tika veidoti no dažādu metālu sakausējumiem. Arī mūsdienās lielākā daļa pielietojamo FSM ir veidoti no dažādiem metālu sakausējumiem.

Visizplatītākais FMS ir Nitinol - sakausējums, kas satur ~55% niķeļa un ~45% titāna (Nitinol raksturlielumus skatīt 1. tabula). Bez tam plaši pielietoti ir vara - cinka - alumīnija, kā arī vara - alumīnija - niķeļa sakausējumi. FMS veidošanai izmanto arī kadmiju, kobaltu, galliju un dažus citus metālus dažādas attiecībās. Taču neatkarīgi no FMS procentuālā sastāva, tiem visiem piemīt spēja pāriet no vienas kristāliskās fāzes citā. Austenīta struktūra ir lineāra, bet martensīta struktūra - izliekta (2. attēls). Pāreju no austenīta un martensīta fāzi iespējams realizēt 24 dažādos veidos.

 

2. att. Martensīta (pa kreisi) un austenīta (pa labi) kristālrežģa forma.

Martensīta forma ir salīdzinoši mīkstāka un vieglāk deformējama. Tā pastāv zemākās temperatūrās. Augstākās temperatūrās pastāv cietākā austenīta fāze, kas ļauj materiālam atgūt tam sākotnēji piešķirto formu.

1. tabula

Nitinol FSM stiepļu raksturlielumi atkarībā no diametra [15]

Raksturlielums	250 µm	375 µm
Minimālais noliekšanās rādiuss, mm	12,50	18,80
Rekomendējamā strāva, mA	1,000	2,750
Maksimālais saraušanās laiks, s	0,2	0,5
Relaksācijas laiks (istabas temp.), s	5,5	10,0
Maksimālā deformācijas attiecība, %	8
Iesakāmā deformācija, %	3 - 5

Organisko polimēru formu saglabājošie materiāli

Formu saglabājošo polimēru galvenās īpašības ir analoģiskas metālu sakausējumu FSM, taču tie veidoti no organiskiem polimērajiem savienojumiem. Šādu polimēru galvenās sastāvdaļas ir poliuretāns, PET, polietilēnglikols, polistirēns, politetrahidrofurāns u.c.

Vairumā gadījumu polimērie FSM karsējot samazina savu izmēru:

 

3. att. Organisko polimēru FSM izmēra izmaiņas temperatūras ietekmē.