Nitinolè un materiale intelligente con effetto memoria di forma e superelasticità. È una lega composta da due elementi, nichel (Ni) e titanio (Ti). È una tipica lega a memoria di forma con viscoplasticità e superelasticità. Il suo effetto memoria si manifesta come la forma sostenuta da una forza esterna, e il recupero della forma è completato dalla forza di ripristino intrinseca, mentre il suo effetto superelastico mostra che ha ancora una buona capacità di deformazione all'interno dell'intervallo di sollecitazioni che supera il suo limite elastico, e il suo rimbalzo il grado può raggiungere più del 100%.
Cosa c'entra la superelasticità del nitinol?
Innanzitutto, la superelasticità della lega Nitinol è legata alla sua struttura intrinseca. È composto da due elementi, nichel e titanio, e la sua struttura cristallina è cubica. Ad alta temperatura si distinguono due fasi: austenite e martensite. Quando viene raffreddata, la fase austenite si trasformerà in fase martensite, formando un effetto memoria. Quando supera la temperatura di trasformazione austenitizzante, la fase martensite si trasformerà nuovamente nella fase austenite e il materiale tornerà al suo stato originale. Questa trasformazione è causata dal cambiamento del momento angolare di spin degli elettroni nel metallo. Pertanto, questo effetto memoria e la superelasticità sono una delle caratteristiche uniche del Ni-Ti.
In secondo luogo, la lega a memoria di Nitinol è una struttura cristallina con una gerarchia cristallografica. È composto da unità subcristalline reticolari microscopiche. La sua microstruttura è la base della meccanica del materiale e delle proprietà costitutive ed è influenzata da fattori quali la temperatura di transizione di fase, la struttura cristallina e la distorsione del reticolo, che gli conferiscono una buona superelasticità. Quando applichiamo la forza alla lega, la sua microstruttura intrecciata che cattura la distorsione da dislocazione fornisce al materiale un'elevata elasticità intrinseca. Pertanto, la sua microstruttura ha un'influenza molto importante sulla sua superelasticità.
Infine, anche la superelasticità del materiale nitinol è influenzata dalla struttura cristallina. Poiché il cristallo della lega ha una strana struttura a due fasi, questa struttura gli consente di mostrare ancora un'eccellente capacità di deformazione quando supera il limite elastico di Kleeble del materiale e il suo grado di rimbalzo può raggiungere più del 100% e la struttura cristallina cambierà in modo diverso con diversi processi di lavorazione. Pertanto, la sua superelasticità è strettamente correlata alla sua struttura cristallina.
Pertanto, la superelasticità dinitinolla lega è strettamente correlata alla sua struttura intrinseca e ha eccellenti proprietà meccaniche ed effetto memoria. La sua struttura reticolare, la struttura cristallina, i difetti cristallini e altri fattori hanno un'influenza importante sulla superelasticità del materiale. Attraverso la regolazione strutturale e l’ingegneria delle superfici, anche le sue prestazioni superelastiche possono essere ulteriormente migliorate. Pertanto, lo studio della relazione tra la struttura intrinseca e la superelasticità della lega di nichel-titanio è la chiave per migliorare la superelasticità del nitinol.
