Yn titaniwm - Gwifren aloi nicel deunydd synthetig
Wrth dorri caeau ymyl - fel dyfeisiau meddygol, awyrofod, ac offer deallus, mae deunydd o'r enw "titaniwm - wifren aloi nicel" yn trawsnewid tirwedd y diwydiant yn dawel. Gall ddychwelyd i'w siâp gwreiddiol ar ôl cael ei droelli, mae'n parhau i fod yn sefydlog mewn amgylcheddau eithafol, a gellir ei fewnblannu hyd yn oed yn y corff dynol fel dyfais feddygol barhaol. A yw'r deunydd Sci - hwn yn "ysbryd metel" sy'n digwydd yn naturiol neu'n gynnyrch dyfeisgarwch dynol? Mae'r ateb yn gorwedd yn ei broses gyfansoddiad a gweithgynhyrchu - Titaniwm - Mae gwifren aloi nicel yn ddeunydd synthetig nodweddiadol, ac mae ei optimeiddio creu a pherfformiad yn ymgorffori datblygiadau arloesol mewn gwyddoniaeth deunyddiau.
"Genyn Synthetig" Titaniwm - Gwifren Alloy Ni
Titaniwm - Mae gwifren aloi nicel yn cael ei syntheseiddio'n artiffisial o ddwy elfen fetelaidd, nicel (Ni) a titaniwm (Ti), mewn cymhareb geg agos - (1: 1 yn nodweddiadol 1: 1). Nid yw'r cyfuniad hwn yn digwydd yn naturiol, ond yn hytrach yn "fformiwla" a ddyluniwyd yn ofalus gan wyddonwyr yn seiliedig ar ofynion perfformiad materol.
Mae'r rhesymeg dros ddewis elfennau: pwysau ysgafn Titaniwm, cryfder uchel, ac ymwrthedd cyrydiad yn ategu hydwythedd ac effaith cof Nickel. Trwy addasu cymhareb y ddau, gellir rheoli'n fanwl gywir tymheredd trosglwyddo cam yr aloi (ee, o amgylch tymheredd y corff dynol o 37 gradd), gan alluogi ar - anffurfiad galw mewn mewnblaniadau meddygol.
Cymhlethdod y broses synthesis: o fwyndoddi - sbwng titaniwm purdeb (purdeb yn fwy na neu'n hafal i 99.8%) a nicel electrolytig (purdeb sy'n fwy na neu'n hafal i 99.96%) i dymheredd a rheolaeth gyflymder yn ystod y broses dynnu oer, mae angen cam -drin.
Mae perfformiad yn rhagori ar berfformiad elfennau unigol: mae titaniwm pur yn mynd yn frau ar dymheredd isel, tra nad oes gan nicel pur gof siâp. Fodd bynnag, mae Titaniwm - gwifren aloi nicel, trwy synthesis, yn cyflawni datblygiad arloesol: "1 + 1> 2." Ei superelastigrwydd (yn gwrthsefyll straen 8% -10% heb ddadffurfiad parhaol) ac ymwrthedd blinder (diraddio perfformiad<5% after millions of cycles) far surpass those of either metal alone.
"Mantais Synthetig" Titaniwm - Gwifren Alloy Ni
Fel deunydd synthetig, gellir addasu ac optimeiddio Titaniwm - nicel Perfformiad Gwifren Alloy ar gyfer gwahanol senarios, gan ei wneud yn ddewis anadferadwy mewn sawl maes. "Transformers" yn y maes meddygol
Stentiau fasgwlaidd: Mae gwifrau titaniwm nicel -, wedi'u gwehyddu i mewn i rwyll, wedi'u cywasgu ar dymheredd isel a'u mewnosod mewn cathetr. Unwaith y byddant yn y llong heintiedig, maent yn ehangu'n awtomatig mewn ymateb i dymheredd y corff, gan gefnogi'r stenosis. Mae eu superelastigrwydd yn addasu i guriad fasgwlaidd, gan leihau restenosis.
Mewnblaniadau Orthopedig: Defnyddir platiau titaniwm nicel - i atgyweirio toriadau wyneb. Trwy hyfforddiant "thermol - mecanyddol", mae ganddyn nhw effaith cof dau - ffordd - maent yn plygu wrth eu cynhesu i'w mewnblannu yn haws ac yn dychwelyd i'w siâp gwreiddiol wrth oeri i sefydlogi'r asgwrn, gan ddileu'r angen am addasiadau llawfeddygol eilaidd.
Canllawiau ac occluders: 0.3 - 0.6 mm Gall Guidewires Nickel-Titanium, diolch i'w hydwythedd, lywio ceudodau cymhleth yn hyblyg. Mae occluders cardiaidd yn defnyddio eu priodweddau cof siâp i selio diffygion yn union.
A "gwres - rhyfelwr gwrthsefyll" yn y maes awyrofod
Mae gan wifren aloi nitinol bwynt toddi o 1310 gradd ac mae'n cynnal ei effaith cof siâp o fewn y tymereddau sy'n amrywio o -196 gradd i 350 gradd. Mewn peiriannau awyrennau, fe'i defnyddir i greu morloi addasol sy'n cynnal ffit manwl gywir hyd yn oed o dan dymheredd a phwysau uchel, gan leihau gollyngiadau tanwydd. "Antenau synhwyraidd" ym maes y ddyfais smart
Trwy drin tymheredd trosglwyddo cyfnod nicel - gwifren aloi titaniwm, gellir ei wneud yn synwyryddion tymheredd neu'n actiwadyddion. Er enghraifft, mewn robotiaid diffodd tân, mae nicel - gwifren titaniwm yn gweithredu fel synhwyrydd cyffyrddol, gan gontractio'n awtomatig pan fydd yn agored i dymheredd uchel i sbarduno larwm. Mewn sbectol glyfar, mae'n gweithredu fel deunydd colfach, gan alluogi agor a chau'r temlau yn awtomatig.
Cleddyf ymylol y dwbl - o ddeunyddiau synthetig
Er gwaethaf perfformiad rhagorol Titaniwm - Gwifren Alloy Nickel, mae ei natur synthetig hefyd yn cyflwyno dwy her graidd:
Dadl bioddiogelwch: Mae Nickel yn garsinogen Dosbarth I. Fodd bynnag, gall triniaeth ocsideiddio arwyneb (ffurfio haen Tio₂ trwchus) neu gyfuno â deunyddiau delweddu fel gadolinium ac haearn ocsid leihau rhyddhau ïon nicel yn sylweddol. Mae data clinigol yn dangos bod medical - gradd nicel - aloi titaniwm yn rhyddhau dim ond 1/10 o nicel dur gwrthstaen, ac nifer yr achosion o adweithiau llidiol mewn meinweoedd cyfagos
Ar ôl 10 mlynedd o fewnblannu yn llai na 2%.
Costau Prosesu Uchel: O buro deunydd crai i engrafiad laser, mae'r gost fesul tunnell o wifren aloi titaniwm Gradd Medical - gradd - dros 50 gwaith yn union o ddur cyffredin. Fodd bynnag, gyda chyflwyniad technoleg argraffu 3D, mae effeithlonrwydd gweithgynhyrchu dyfeisiau titaniwm nicel cymhleth - wedi cynyddu 30% ac mae'r gost wedi gostwng 40%, gan baratoi'r ffordd ar gyfer eu cymhwysiad graddfa mawr -.
Mae apêl deunyddiau synthetig yn gorwedd yn eu gallu i herio'r syniad canfyddedig bod "naturiol yn optimaidd." Mae pob dadffurfiad ac adferiad titaniwm - gwifren aloi nicel yn siarad â gwirionedd cyffredin: trwy ddeunyddiau wedi'u syntheseiddio'n wyddonol, gall bodau dynol nid yn unig atgyweirio clwyfau corfforol ond hefyd ehangu ffiniau bywyd. Efallai mai dyma arwyddocâd mwyaf teimladwy deunyddiau synthetig - nid offer yn unig mohonyn nhw, ond hefyd "aloion cof" sy'n galluogi dynoliaeth i archwilio'r anhysbys.
