Nitinol ( engelsk nitinol , titanium nickelide, namnet kommer från engelska nickel - nickel, engelsk titanium - titanium, English Naval ammunition laboratory , förkortning NOL - US Naval Artillery Laboratory - intermetallic compound , en förening av titan och nickel , i ett procentuellt förhållande på 45% (titan) - 55% (nickel) och med lika många atomer av varje ämne. Namnet erhölls från en kombination av formeln (NiTi) och förkortningen av namnet på den plats där det utvecklades ( N aval O rdnance L aboratory→NOL) . Ovanligtvis har denna förening en formminnesegenskap . Om en del av en komplex form värms upp till röd värme, kommer den att komma ihåg denna form. Efter kylning till rumstemperatur kan delen deformeras, men när den värms över 40 ° C kommer den att återställa sin ursprungliga form. Detta beteende beror på det faktum att detta material faktiskt är en intermetallisk förening , och inte en klassisk legering, och egenskaperna hos de ursprungliga materialen (Ni, Ti) är praktiskt taget inte uttryckta i det. Det som gör det unikt är egenskapen på grund av vilken, under släckning, det ömsesidiga arrangemanget av atomer ordnas, vilket leder till memorering av formen.
Upptäckten av formminneseffekten går tillbaka till 1932, då den svenska forskaren Arne Olander för första gången uppmärksammade denna egenskap i guld-kadmiumlegeringar. Samma effekt upptäcktes i koppar-zinklegeringar i början av 1950-talet. Sovjetiska metallurger G. V. Kurdyumov och L. G. Khandros förutspådde 1948 och upptäckte 1949 en legering baserad på aluminiumbrons, utrustad med förmågan att efter betydande plastiska deformationer återställa sin ursprungliga form när den värmdes till en viss temperatur. År 1980 erkändes denna uppfinning som en upptäckt och blev känd som Kurdyumov-effekten (Fenomenet termoelastisk jämvikt under fastransformationer av martensitisk typ är Kurdyumov-effekten. Upptäcktsnummer experimentell upptäckt). År 1962 upptäckte William Buhler tillsammans med Frederick Wang en stark formminneseffekt i en legering baserad på nickel och titan under forskning i ett marinlaboratorium. Även om de potentiella tillämpningarna av nitinol omedelbart upptäcktes, ägde de faktiska försöken att kommersialisera legeringen rum tio år senare. Denna fördröjning berodde till stor del på den extrema svårigheten att smälta, raffinera och bearbeta legeringen.
Tillverkningen av en legering är en ganska komplex process som består av flera steg:
Tillverkningen kompliceras av att för att få en högkvalitativ legering är det nödvändigt att noggrant verifiera mängden primära komponenter och vid smältning interagerar titan lätt med gaser [3] , varför smältning sker med hjälp av vakuuminduktionsmetoden och vakuumbågomsmältning. Värmebehandlingen av nitinol kräver också hög precision, eftersom varaktigheten och temperaturen starkt påverkar fasomvandlingstemperaturerna.
I vakuuminduktionsmetoden förbereds originalgötet i grafitugnar. Detta möjliggör en välblandad legering, men viss titan - kolbindning uppstår . Vakuumbågomsmältning är nödvändig för att minska halten av föroreningar och inneslutningar, samt för att tillhandahålla den nödvändiga gjutstrukturen. Detta följs av gjutning för att erhålla ämnen och ge ämnen den nödvändiga formen.
Materialet används inom medicin, i synnerhet för behandling av patienter med sjukdomar och skador i rörelseapparaten: pectus excavatum ("skomakares bröst"), kotfrakturer, Hallux Valgus (knölar på benen). Det används också inom tandvården för ortodontisk behandling: metallbågarna i konsolsystem är gjorda av detta material. [5] [6]