Мәліметтер құйманың мартенситті күйіне қатысты.

3-кесте. Титан никелиді қ ұ ймаларының химиялық қ ұ рамы, % (масса бойынша)

ФЖЭ бар қ ұ ймаларды интеллектуалды материалдарғ а жатқ ызады, олар машинақ ұ растыру, авиағ арыштық жә не ракеталық техникада, қ ұ рылғ ық ұ растыруда, энергетикада, медицинада жә не т.б. жаң а конструкциялар мен технологияларды жасауғ а қ олданылады.

3-суретте ө здігінен бұ рылатын конструкциялы антенналары бар ғ арыш аппаратының сызбасы келтірілген. Антенны состоят из листа и стержня из сплава Ti - Ni, которые свернуты в виде спирали и помещены в углубление в искусственном спутнике. После запуска спутника и выведения его на орбиту антенна нагревается с помощью специального нагревателя или тепла солнечного излучения, в результате чего она выходит в космическое пространство.

Доставка в открытый космос громоздких агрегатов технически возможна только по частям с последующими монтажными работами.

Используемые в массовом производстве способы соединения деталей, такие как сварка, пайка, склеивание, клепка и другие, непригодны в космических условиях. Особые требования предъявляются к обеспечению исключительно высокой техники безопасности.

Рис. 5.15. Схема космического аппарата с самотрансформирующимися элементами: 1 - антенна, 2 -механический стабилизатор; 3 -излучатель энергии, 4 - солнечная батарея

С учетом этих особенностей в России была создана уникальная технология соединения элементов в открытом космосе с использованием муфты из сплава ТН-1. Эта технология успешно использована при сборке конструкции фермы из алюминиевых сплавов общей длиной 14, 5 м и поперечным сечением в виде квадрата со стороной 0, 5 м. Ферма состояла из отдельных трубчатых деталей диаметром 28 мм, которые соединялись между собой с помощью муфты из металла с памятью формы (рис.5.16). Муфту деформировали при низкой температуре таким образом, чтобы ее внутренний диаметр был больше наружного диаметра соединяемых элементов.

Рис. 5.16. Соединение трубчатых деталей (/) с помощью муфты (2) из металла с памятью формы' а - до сборки; б - после нагрева

После нагрева выше температуры обратного мартенситного превращения внутренний диаметр муфты восстанавливался до того диаметра, который муфта имела перед расширением.

Эти же принципы строительства могут быть использованы для монтажа на больших глубинах крупногабаритных морских подводных конструкций.

Сплавы с ЭПФ используют в качестве силовых элементов блокировочных устройств, срабатывающих как на запирание (собственно блокировка), так и в обратном направлении, в силовых конструкциях прессов, домкратов.

Особенностью исполнительных элементов из сплавов с памятью формы является их миниатюрность. Это обусловлено простотой механизма их действия, а также тем, что элемент состоит из одного сплава. На действие таких механизмов не влияет среда или атмосфера, а влияет только температура. В Японии создан робот с плечевой опорой, локтевым шарниром, запястьем и захватом, имеющий пять степеней свободы. Сгибание запястья, сжимание и разжимание захвата обеспечиваются спиралями из сплава Ti - Ni, а действие шарнира и плечевой опоры - удлинением или сокращением проволоки из того же сплава. Положение руки и скорость действия регулируются прямым пропусканием тока с модулированной шириной импульса. Плавность действия робота обусловлена тем, что заданная величина усилия (силы восстановления памяти формы) соответствует величине регулируемого параметра (току). Действия робота приближаются к действию мускульного механизма.

Особый интерес представляет использование сплавов с памятью формы в медицине. Их применение открывает широкие возможности создания новых эффективных методов лечения. Сплавы, используемые в медицине, должны обладать не только высокими механическими характеристиками, но и биологической совместимостью с тканями человеческого организма, обеспечивать отсутствие токсичности, канцерогенности, оказывать сопротивление образованию тромбов, сохраняя эти свойства в течение длительного времени. Специальные эксперименты показали, что сплавы на основе Ti - Ni имеют биологическую совместимость на уровне и даже выше обычно применяемых нержавеющих сталей и кобальтхромовых сплавов и могут быть использованы в качестве функциональных материалов в биологических организмах. Использование сплавов с ЭПФ для лечения показало их хорошую совместимость с тканями и отсутствие реакций отторжения биологических структур человеческого организма.

При ортопедической хирургической операции коррекцию позвоночника обычно осуществляют с помощью стержня Харинтона, изготовленного из нержавеющей стали. Недостатком этого метода является уменьшение во времени первоначального корректирующего усилия. Если для стержня Харинтона применить сплав с ЭПФ, то установить стержень можно за один раз, необходимость в повторной операции отпадает.

Методы медицинской помощи в случае костных переломов заключаются в том, чтобы с помощью пластинок зафиксировать зону перелома в таком состоянии, когда на кость действует сила сжатия. Если для соединительной пластинки применить сплав с эффектом памяти формы, то становится возможной прочная фиксация зоны перелома путем внешнего нагрева пластинки до температуры несколько выше температуры тела после операции, при этом отпадает необходимость осуществлять продольное сжатие кости во время операции.

Одним из наиболее перспективных методов лечения стенозов (сужения) сосудов является использование эндоваскулярных спиралевидных протезов, изготовленных из нитиноловой проволоки. В медицине нитинол впервые использовали в 1977 г. M.Simon с соавторами для изготовления кавафильтра.

Импланты с памятью формы также применяются: для суставов, в грудной и сердечно-сосудистой хирургии, в хирургии легких, в офтальмологии, ортопедии.

Титановые сплавы, сплавы на основе титана. Лёгкость, высокая прочность в интервале температур от криогенных (-250 С) до умеренно высоких (300-600 С) и отличная коррозионная стойкость обеспечивают титановым сплавам хорошие перспективы применения в качестве конструкционных материалов во многих областях, в частности в авиации и др. отраслях транспортного машиностроения.

Титановые сплавы получают путём легирования титана следующими элементами (числа в скобках — максимальная для промышленных сплавов концентрация легирующей добавки в % по массе): Al (8), V (16), Mo (30), Mn (8), Sn (13), Zr (10), Cr (10), Cu (3), Fe (5), W (5), Ni (32), Si (0, 5); реже применяется легирование Nb (2) и Та (5). Как микродобавки применяются Pd (0, 2) для повышения коррозионной стойкости и В (0, 01) для измельчения зерна.