Техника - молодёжи 1989-03, страница 37
Волшебные сплавы Металлы с памятью формы были открыты более полувека назад. Поначалу свойство изделий из таких сплавов ме-о форму в зависимости от тем пературы воспринималось не более как технический курьез. Однако в послед е годы эти волшебные материалы вы-1И за пределы лабораторий и ныне применяются во многих отраслях тех 1ики. на транспорте, в быту. Изменение формы «памятливых ме-аллов» сопровождается проявлением Давление при расширении материалов 1 достигает подчас 7 т/см2. Изменение формы изделий из нитинола, люминиевой латуни и других наибо-ее распространенных сплавов с памя-ью происходит почти со скоростью зву-а (при быстром перепаде температуры, разумеется). Тепловой диапазон, при котором наблюдаются эти свойства. от — 170°С до +260°С. от вида материала, размера детали и ее конфигурации те могут сти себя самым причудливым обра-м — сгибаться, съеживаться, расширяться, извиваться. Очень важно, что форму можно программировать в зави-ач, которые ставит перед собой исследователи или технологи. Кстати, о технологиях. Наш журнал уже довольно подробно писал об эффекте памяти металлов (см. статьи Ф. Малкнна «Метаморфозы по заказу» в № 3 и 4 за 1980 г.; В. Лихачева «Журавли да в руки» в № 9 за 1987 г.). Несколью новых удивитель-< областей применения нитинола и других сплавов представлены и на 4-й стр. обложки этого номера. Одна-1ллургический феномен эффекта ч. открывает перед чело- т погоды) открывания и закрыва- тающий при погружении отдельных его частей попеременно в холодную и горячую воду. был создан на рубеже 60— 70-х годов. Оптимисты предполагали создать крупные пользующие разность температур в морских глубинах и на поверхности, а также излучение Солнца и так называемое бросовое тепло электростанций. К сожалению, осуществить эти любопытнейшие проекты до сих пор так и не удалось. Причины — дороговизна материалов и нестабильность их параметров. На снимке — модель одного ботающего как вентилятор. Упрощенная схема поясняет эффект памяти металлов на примере сплава никеля и титана (нитинола). В обычных условиях атомы образуют кристаллическую решетку правильной формы (слева вверху). При охлаждении она трансформируется (внизу), что соответствует состоянию с меньшим энергетическим уровнем. Если сплав деформировать, возникают напряжения и кристаллическая решетка изменяется еще больше. После прекращения действия внешней силы деформация остается, так как оба состояния энергетически эквивалентны (справа вверху). Однако вильную форму — ис- Внедрением техи кого рода во все сферы нашей жизни заняты сейчас ученые многих стран — Японии. Бельгии, Китая. Англии. США. Вот несколько последних сообщений. Металлические сплавы с эффектом памяти заинтересовали медиков. Хирург вводит в артерию пациента крошечную нитиноловую трубочку. Нагревшись до температуры тела, она расширяется и укрепляет стенки ослабленного недугом сосуда. Сконструировано присттособле- двереи в других постройках. Фирма «Мемори металс» (США) начинает выпускать устройство, отсекающее струи слишком горячей воды в душе и предотвращающее тем самым ожоги. Сплавы с памятью применены в саморазбрызгивающих (спринклерных) противопожарных системах в зданиях — они работают быстрее и надежнее, чем традиционные устройства. Швейные фирмы изучают возможность вшивать в чашечку бюстгаль- д-1 по рекламному объявлению, это гарантирует сохранение ее первоначальной формы. Волшебные сплавы используются уже и в электрических коммутаторах — при перегреве они отключаются, а затем сами возвращаются в исходное положение. Тот же принцип приводит в движение пальцы манипуляторов. Металлы с памятью могут заменять моторы и зубчатые передачи, шая вес роботов. Особые надежды ловых двигателей, основанных на перепаде температур разных сред — например, воды или воздуха. К сожалению, КПД таких установок пока удручающе низок - около 3%. Тем не менее президент американской фирмы «Иннован-тив текнолоджи» Фредерик Уэнг (кстати, о выпускаемом этой компанией игрушечном пароходике с нитиноловым двигателем, работающим на кубиках льда, «ТМ» рассказывал в № 3 за 1988 г.) полон оптимизма. Когда люди впервые видят действие эффекта памя- зам. говорит он. Однако, как часто случается в науке, сегодняшнее чудо завт-обыденностью. По материалам зарубежной |
