NITINOL আকৃতি মেমরি খাদ

নিকেল টাইটানিয়াম, যা নিটিনল নামেও পরিচিত, এটি নিকেল এবং টাইটানিয়ামের একটি ধাতব মিশ্রণ, যেখানে দুটি উপাদান প্রায় সমান পারমাণবিক শতাংশে উপস্থিত থাকে। নিকেলের ওজন শতাংশ অনুযায়ী বিভিন্ন সংকর ধাতুর নামকরণ করা হয়; যেমন, nitinol 55 এবং nitinol 60।

নিটিনল অ্যালয় দুটি ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত এবং অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে: আকৃতি মেমরি প্রভাব এবং অতি স্থিতিস্থাপকতা (যাকে সিউডোইলাস্টিসিটিও বলা হয়)। আকৃতি মেমরি হল একটি তাপমাত্রায় বিকৃতির মধ্য দিয়ে নাটিনলের ক্ষমতা, বাহ্যিক বল অপসারণ করা হলে এটির বিকৃত আকারে থাকে এবং তারপর "রূপান্তর তাপমাত্রা" এর উপরে গরম করার পরে এটির আসল, অবিকৃত আকৃতি পুনরুদ্ধার করে।

NiTi যৌগ।

নিটিনোলের অস্বাভাবিক বৈশিষ্ট্যগুলি একটি বিপরীতমুখী সলিড-স্টেট ফেজ রূপান্তর থেকে উদ্ভূত হয় যা দুটি ভিন্ন মার্টেনসাইট স্ফটিক পর্যায়গুলির মধ্যে একটি মার্টেনসিটিক রূপান্তর নামে পরিচিত, যার জন্য প্রয়োজন 69–138 MPa (10,000–20,000 psi) যান্ত্রিক চাপ।

উচ্চ তাপমাত্রায়, নাইটিনল একটি আন্তঃপ্রবেশকারী সরল ঘন কাঠামো ধরে নেয় যা অস্টেনাইট (এছাড়াও প্যারেন্ট ফেজ হিসাবে পরিচিত) হিসাবে উল্লেখ করা হয়। কম তাপমাত্রায়, নাইটিনল স্বতঃস্ফূর্তভাবে মার্টেনসাইট (কন্যা পর্যায়) নামে পরিচিত আরও জটিল মনোক্লিনিক স্ফটিক কাঠামোতে রূপান্তরিত হয়। অস্টেনাইট-থেকে-মার্টেনসাইট এবং মার্টেনসাইট-থেকে-অস্টেনাইট রূপান্তরের সাথে যুক্ত চারটি রূপান্তর তাপমাত্রা রয়েছে। সম্পূর্ণ অস্টেনাইট থেকে শুরু করে, মার্টেনসাইট তৈরি হতে শুরু করে যখন খাদটিকে তথাকথিত মার্টেনসাইট স্টার্ট টেম্পারেচার বা এমসে ঠান্ডা করা হয় এবং যে তাপমাত্রায় রূপান্তর সম্পূর্ণ হয় তাকে বলা হয় মার্টেনসাইট ফিনিশ টেম্পারেচার বা এমএফ। যখন সংকর ধাতু সম্পূর্ণরূপে মার্টেনসাইট হয় এবং উত্তাপের অধীন হয়, তখন অস্টেনাইট অস্টেনাইট প্রারম্ভিক তাপমাত্রায় গঠন করতে শুরু করে, As, এবং শেষ হয় অস্টেনাইট ফিনিশ তাপমাত্রা, Af।[9]

নিটিনলের ফেজ রূপান্তরের তাপীয় হিস্টেরেসিস

কুলিং/হিটিং চক্র তাপ হিস্টেরেসিস দেখায়। হিস্টেরেসিস প্রস্থ সুনির্দিষ্ট নিটিনল রচনা এবং প্রক্রিয়াকরণের উপর নির্ভর করে। এটির সাধারণ মান হল একটি তাপমাত্রা পরিসীমা 20-50 ডিগ্রী (36-90 ডিগ্রী ফারেনহাইট) বিস্তৃত কিন্তু এটিকে অ্যালোয়িং [10] এবং প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে হ্রাস বা প্রশস্ত করা যেতে পারে।

নিটিনল বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ এই ফেজ রূপান্তরের দুটি মূল দিক। প্রথমটি হল যে রূপান্তরটি "উল্টানো যায়" যার অর্থ হল যে রূপান্তর তাপমাত্রার উপরে গরম করা স্ফটিক কাঠামোটিকে সহজ অস্টেনাইট পর্যায়ে ফিরিয়ে আনবে। দ্বিতীয় মূল বিষয় হল উভয় দিকের রূপান্তর তাৎক্ষণিক।

মার্টেনসাইটের স্ফটিক কাঠামো (একটি মনোক্লিনিক, বা B19' গঠন হিসাবে পরিচিত) পারমাণবিক বন্ধন ভঙ্গ না করে কিছু উপায়ে সীমিত বিকৃতি সহ্য করার অনন্য ক্ষমতা রাখে। এই ধরনের বিকৃতিটি টুইনিং নামে পরিচিত, যা স্লিপ বা স্থায়ী বিকৃতি না করে পারমাণবিক সমতলগুলির পুনর্বিন্যাস নিয়ে গঠিত। এটি এই পদ্ধতিতে প্রায় 6-8% স্ট্রেন সহ্য করতে সক্ষম। গরম করার মাধ্যমে যখন মার্টেনসাইটকে অস্টেনাইটে ফিরিয়ে আনা হয়, তখন মার্টেনসাইট ফেজ বিকৃত হোক না কেন, আসল অস্টেনিটিক গঠন পুনরুদ্ধার করা হয়। এইভাবে উচ্চ-তাপমাত্রার অস্টেনাইট পর্বের আকৃতি "মনে রাখা হয়," যদিও সংকর ধাতু নিম্ন তাপমাত্রায় মারাত্মকভাবে বিকৃত হয়।

কুলিং/হিটিং চক্রের সময় নাইটিনলের স্ফটিক কাঠামোর 2D দৃশ্য

240 MPa (35,000 psi) থেকে, অনেক ক্ষেত্রে, 690 MPa (100,000 psi) থেকে বিকৃত মার্টেনসাইটকে অস্টেনাইট-এ প্রত্যাবর্তন রোধ করে প্রচুর চাপ তৈরি করা যেতে পারে। ) নাইটিনল তার আসল আকারে ফিরে আসার জন্য এত কঠোর পরিশ্রম করার একটি কারণ হল এটি কেবল একটি সাধারণ ধাতু সংকর ধাতু নয়, এটি একটি আন্তঃধাতু যৌগ হিসাবে পরিচিত। একটি সাধারণ সংকর ধাতুতে, উপাদানগুলি এলোমেলোভাবে স্ফটিক জালিতে অবস্থান করে; একটি ক্রমকৃত আন্তঃধাতু যৌগের মধ্যে, পরমাণুর (এই ক্ষেত্রে, নিকেল এবং টাইটানিয়াম) জালিতে খুব নির্দিষ্ট অবস্থান রয়েছে। নিটিনল একটি আন্তঃধাতু যা খাদ থেকে তৈরি ডিভাইস তৈরির জটিলতার জন্য অনেকাংশে দায়ী।

অ্যাপ্লিকেশন

একটি নিটিনল পেপারক্লিপ বাঁকানো এবং গরম জলে রাখার পরে পুনরুদ্ধার করা হয়েছে

নাইটিনলের জন্য চারটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত ধরনের অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে:

বিনামূল্যে পুনরুদ্ধার

নিটিনল কম তাপমাত্রায় বিকৃত হয়, বিকৃত থাকে এবং তারপর শেপ মেমরি ইফেক্টের মাধ্যমে তার আসল আকৃতি পুনরুদ্ধার করতে উত্তপ্ত হয়।

সীমাবদ্ধ পুনরুদ্ধার

বিনামূল্যে পুনরুদ্ধারের অনুরূপ, যে পুনরুদ্ধার কঠোরভাবে প্রতিরোধ করা হয় ব্যতীত এবং এইভাবে চাপ তৈরি হয়।

কাজের উত্পাদন

খাদকে পুনরুদ্ধার করার অনুমতি দেওয়া হয়েছে, তবে এটি করতে অবশ্যই একটি শক্তির বিরুদ্ধে কাজ করতে হবে (এইভাবে কাজ করছে)।

অতি স্থিতিস্থাপকতা

নিটিনল সুপার ইলাস্টিক প্রভাবের মাধ্যমে সুপার স্প্রিং হিসাবে কাজ করে।

সুপারইলাস্টিক উপাদানগুলি একটি চাপ-প্ররোচিত রূপান্তরের মধ্য দিয়ে যায় এবং সাধারণত তাদের "আকৃতি-মেমরি" সম্পত্তির জন্য স্বীকৃত হয়। এর অতি স্থিতিস্থাপকতার কারণে, NiTi তারগুলি একটি "ইলাস্টোক্যালোরিক" প্রভাব প্রদর্শন করে, যা স্ট্রেস-ট্রিগার হিটিং/কুলিং। NiTi তারগুলি বর্তমানে প্রযুক্তির জন্য সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল উপাদান হিসাবে গবেষণার অধীনে রয়েছে। প্রক্রিয়াটি তারের উপর প্রসার্য লোডিং দিয়ে শুরু হয়, যার ফলে তরল (তারের মধ্যে) HHEX (গরম তাপ এক্সচেঞ্জার) এ প্রবাহিত হয়। একই সাথে, তাপকে বহিষ্কার করা হবে, যা চারপাশকে উত্তপ্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। বিপরীত প্রক্রিয়ায়, তারের প্রসার্য আনলোড করার ফলে CHEX (কোল্ড হিট এক্সচেঞ্জার) তরল প্রবাহিত হয়, যার ফলে NiTi তার চারপাশ থেকে তাপ শোষণ করে। অতএব, আশেপাশের তাপমাত্রা হ্রাস করা যেতে পারে (ঠান্ডা)।

ইলাস্টোক্যালোরিক ডিভাইসগুলিকে প্রায়শই ম্যাগনেটোক্যালোরিক ডিভাইসগুলির সাথে দক্ষ গরম/ঠান্ডা করার নতুন পদ্ধতি হিসাবে তুলনা করা হয়। NiTi তারের সাহায্যে তৈরি ইলাস্টোক্যালোরিক ডিভাইসের গ্যাডোলিনিয়াম দিয়ে তৈরি ম্যাগনেটোক্যালোরিক ডিভাইসের তুলনায় সুবিধা রয়েছে এর নির্দিষ্ট শীতল ক্ষমতা (2 Hz এ), যা 70X ভাল (7 kWh/kg বনাম 0.1 kWh/kg)। যাইহোক, NiTi তারের সাথে তৈরি ইলেক্ট্রোক্যালোরিক ডিভাইসগুলিরও সীমাবদ্ধতা রয়েছে, যেমন এর স্বল্প ক্লান্তি জীবন এবং বৃহৎ প্রসার্য শক্তির উপর নির্ভরতা (শক্তি খরচ)।