Ako sa stať hviezdnym materiálom v poliach absorpcie, ochrany a skladovania energie?

Nitinol je zliatinou niklu a titánu, ktorý je známy svojou výnimočnou superrelasticitou. Stručne povedané, superrelasticita znamená, že keď je materiál vystavený vonkajšej sile, môže podstúpiť významnú elastickú deformáciu, absorbovať a skladovať veľké množstvo mechanickej energie a po odstránení vonkajšej sily sa môže rýchlo vrátiť k svojmu pôvodnému tvaru s takmer žiadnou deformáciou. Niektoré trvalé deformácie. Sperelasticita zliatiny vlákna je spôsobená jedinečným mechanizmom transformácie martenzitickej fázy.

V určitom teplotnom rozsahu môžu zliatiny NITI podstúpiť reverzibilnú transformáciu medzi austenitom (fáza s vysokou teplotou s kubickým kryštálovou štruktúrou) a martenzitom (nízka teplota s komplexnejšou kryštálovou štruktúrou). Ak je zliatina vystavená silám presahujúcim svoj elastický limit, časť austenitovej štruktúry sa transformuje na martenzit, čo je proces, ktorý je sprevádzaný významnou zmenou tvaru. Pretože martenzit má nižšiu hustotu a vyššiu plasticitu ako austenit, zliatina môže absorbovať a ukladať veľké množstvo mechanickej energie. Po odstránení vonkajšej sily, energia uložená v zliatine poháňa martenzit, aby sa transformovala späť na austenit a obnovila materiál do pôvodného tvaru. Tento proces demonštruje jedinečnosť zliatiny niklu-titánu.

V oblasti tlmenia robí super elasticita zliatiny niklu-titánu z neho ideálny tlmiaci materiál. Pod vplyvom nárazu alebo vibrácií môže zliatina niklu-titán rýchlo absorbovať a rozptyľovať energiu, čím účinne znižuje vplyv vibrácií a šoku na okolité štruktúry. Táto vlastnosť robí zliatinu NITI široko používaná v priemysle leteckého, automobilového, stavebného a mostného priemyslu.

Napríklad v leteckom priemysle sa zliatiny niklu-titán môžu použiť na výrobu adaptívnych tlmiacich systémov, ktoré automaticky upravujú efekt odpisovania podľa vibračných podmienok lietadla, čím sa zlepší stabilita a bezpečnosť lietadiel. Pri výrobe automobilov sa zliatiny niklu-titán môžu použiť na výrobu systémov na ochranu kolízie, ako sú airbagy a tlmiče nárazov, ktoré môžu rýchlo absorbovať a rozptýliť nárazové sily na ochranu bezpečnosti cestujúcich počas kolízií vozidiel. Zliatiny NITI sa môžu použiť aj na výrobu inteligentných systémov zavesenia, ktoré automaticky upravujú tuhosť zavesenia tak, aby vyhovovali cestným a jazdným podmienkam, aby sa zlepšila jazda a pohodlie.

V oblasti ochrany vykazuje aj super elasticita zliatiny niklu-titán. Pri vonkajšom náraze môže zliatina niklu-titán rýchlo absorbovať a rozptyľovať energiu, čím účinne chráni okolité štruktúry pred poškodením. Táto vlastnosť spôsobuje, že zliatina niklu titánu sa široko používa v oblastiach, ako sú vojenské, športové a osobné ochranné vybavenie.

Vo vojenskom poli sa zliatiny niklu-titán môžu použiť na výrobu vesty a brnenia nepriestrelných, ktoré dokážu rýchlo absorbovať a rozptýliť energiu pod vplyvom rakiet alebo výbuchov, čím chráni životy vojakov. V športovom ihrisku sa zliatiny niklu-titán môžu použiť na výrobu vysoko výkonného športového vybavenia a ochranného vybavenia, ako sú lyže, golfové kluby a kolenné podložky, ktoré môžu zlepšiť výkon a bezpečnosť športovcov. Pokiaľ ide o osobné ochranné vybavenie, zliatiny niklu-titánu sa môžu použiť na výrobu prilieb, okuliarov, ochranných rukavíc atď., Ktoré môžu chrániť dôležité časti, ako sú hlava, oči a ruky, ak sú postihnuté vonkajšími silami.

Pokiaľ ide o skladovanie energie, superrelastické vlastnosti zliatiny niklu-titán tiež poskytujú vynikajúcu praktickú hodnotu. Pri pôsobení vonkajšej sily môže zliatina niklu-titán absorbovať a ukladať veľké množstvo mechanickej energie a môže túto energiu rýchlo uvoľniť po odstránení vonkajšej sily. Vzhľadom na túto vlastnosť je zliatina vlákna potenciálnym materiálom na ukladanie energie, ktorý sa môže použiť na výrobu efektívnych systémov ukladania energie a konverzie.

Napríklad v inteligentných mriežkách sa zliatiny niklu-titán môžu použiť na výrobu inteligentných zariadení na ukladanie energie, ktoré automaticky upravujú úložisko a účinnosť výbojov podľa podmienok zaťaženia siete, čím sa zlepší stabilita a spoľahlivosť siete. V oblasti obnoviteľnej energie, zliatiny niklu-titánu Môže sa použiť na výrobu systémov na uchovávanie energie vo veterných a vlnových zariadeniach, premenu energie vetra a vody na mechanickú energiu a jej uloženie, aby sa zabezpečila stabilná dodávka do energetickej mriežky. Nitinol sa môže tiež použiť na výrobu účinnej vibračnej energie, premenu energie vibrácií prostredia na elektrickú alebo mechanickú energiu, aby sa zabezpečila energia pre mikroelektronické zariadenia a senzory.

S neustálym rozvojom materiálových vied, nanotechnológií a inteligentnej výroby budú vyhliadky na aplikáciu zliatin niklu-titánu širšie. V budúcnosti bude výskum zliatiny niklu-titán venovať väčšiu pozornosť udržateľnosti, biologickej bezpečnosti a inteligencii materiálov. Napríklad optimalizáciou procesu zloženia zliatiny a prípravy je možné vylepšiť mechanické vlastnosti a biokompatibilitu zliatiny niklu-titánu, čo je vhodnejšie pre oblasti, ako sú lekárske implantáty a biosenzory. Zavedením nanotechnologických a inteligentných materiálových technológií môžete vyvinúť kompozity zliatiny niklu-titánu s vyššou hustotou energie, rýchlejšou reakciou a väčšou adaptabilitou a poskytovať efektívnejšie a spoľahlivejšie materiály na odpisy energie, ochranu a skladovanie. a riešenia šetrné k životnému prostrediu.

Keď sa svetový zameranie na udržateľnosť a zelenú energiu neustále zvyšuje, využívanie zliatin niklu a titánu v oblastiach, ako je obnoviteľná energia a inteligentné siete, sa bude ďalej rozširovať. Vývoj efektívnejších a environmentálnych systémov na skladovanie a konverziu energie založené na zliatinách NITI by mohol významne prispieť k dosiahnutiu globálneho prechodu energie a boj proti zmene klímy.