Hur blir man ett stjärnmaterial inom områdena stötdämpning, skydd och energilagring?

Nitinol är en legering av nickel och titan känd för sin exceptionella superelasticitet. Kort sagt, superelasticitet innebär att när ett material utsätts för en yttre kraft kan det genomgå en betydande elastisk deformation, absorbera och lagra en stor mängd mekanisk energi, och efter att den yttre kraften har tagits bort kan det snabbt återgå till sin ursprungliga form utan nästan ingen deformation. Viss permanent deformation. Filamentlegeringens superelasticitet beror på den unika mekanismen för martensitisk fasomvandling.

Inom ett visst temperaturområde kan NITI-legeringar genomgå en reversibel omvandling mellan austenit (en högtemperaturfas med en kubisk kristallstruktur) och martensit (en lågtemperaturfas med en mer komplex kristallstruktur). När en legering utsätts för krafter som överskrider sin elastiska gräns, förvandlas en del av austenitstrukturen till martensit, en process som åtföljs av en betydande förändring i form. Eftersom martensit har en lägre densitet och högre plasticitet än austenit, kan legeringen absorbera och lagra stora mängder mekanisk energi. När den yttre kraften har tagits bort driver energin lagrad i legeringen martensiten för att förvandlas tillbaka till austenit och återställer materialet till dess ursprungliga form. Processen visar den oöverträffade elasticiteten i nickel-titanlegeringen.

Inom dämpningen gör superelasticiteten hos nickel-titanlegering det till ett idealiskt dämpande material. Under påverkan av chock eller vibration kan nickel-titanlegering snabbt absorbera och sprida energi, vilket effektivt minskar effekterna av vibrationer och chock på omgivande strukturer. Den här egenskapen gör NITI -legering som används allmänt inom flyg-, fordons-, bygg- och bridge -industrin.

I flygindustrin kan till exempel nickel-titanlegeringar användas för att producera adaptiva dämpningssystem som automatiskt justerar avskrivningseffekten enligt flygplanets vibrationsförhållanden, vilket förbättrar flygplanets stabilitet och säkerhet. Vid biltillverkning kan nickel-titanlegeringar användas för att producera kollisionsskyddssystem såsom krockkuddar och stötdämpare, som snabbt kan absorbera och sprida slagkrafter för att skydda säkerheten för passagerare under fordonskollisioner. NITI -legeringar kan också användas för att producera intelligenta fjädringssystem som automatiskt justerar styvheten i upphängningen för att passa väg- och körförhållanden för att förbättra körningen och komforten.

Inom skyddsområdet visar superelasticiteten hos nickel-titanlegering också stor tillämpningspotential. Under extern påverkan kan nickel-titanlegering snabbt absorbera och sprida energi, vilket effektivt skyddar omgivande strukturer från skador. Den här egenskapen gör nickel-titanlegering som används allmänt inom fält som militär, sport och personlig skyddsutrustning.

På det militära fältet kan nickel-titanlegeringar användas för att göra skottsäkra västar och rustningar, som snabbt kan absorbera och sprida energi under påverkan av missiler eller explosioner och skydda soldaternas liv. Inom idrottsområdet kan nickel-titanlegeringar användas för att tillverka högpresterande sportutrustning och skyddsutrustning, såsom skidor, golfklubbar och knäskydd, vilket kan förbättra idrottsman prestanda och säkerhet. När det gäller personlig skyddsutrustning kan nickel-titanlegeringar användas för att tillverka hjälmar, skyddsglasögon, skyddshandskar etc. som kan skydda viktiga delar som huvud, ögon och händer när de påverkas av yttre krafter.

När det gäller energilagring ger de superelastiska egenskaperna hos nickel-titanlegering också utmärkt praktiskt värde. Under verkan av yttre kraft kan nickel-titanlegering ta upp och lagra en stor mängd mekanisk energi och kan snabbt frigöra denna energi efter att den yttre kraften har tagits bort. På grund av denna egenskap är filamentlegeringen ett potentiellt energilagringsmaterial som kan användas för att producera effektiva energilagrings- och omvandlingssystem.

Till exempel i smarta rutnät kan nickel-titanlegeringar användas för att producera intelligenta energilagringsenheter som automatiskt justerar lagrings- och urladdningseffektivitet enligt nätverksbelastningsförhållanden och därmed förbättrar nätverksstabiliteten och tillförlitligheten. Inom området för förnybar energi, nickel-titanlegeringar kan användas för att producera energilagringssystem i vind- och våganordningar, omvandla vind- och vattenenergi till mekanisk energi och lagra den för att ge en stabil tillförsel till kraftnätet. Nitinol kan också användas för att generera effektiv vibrationsenergi och omvandla miljövibrationsenergi till elektrisk eller mekanisk energi för att tillhandahålla energi för mikroelektroniska enheter och sensorer.

Med den kontinuerliga utvecklingen av materialvetenskap, nanoteknologi och intelligent tillverkning kommer applikationens utsikter för nickel-titanlegeringar att bli bredare. I framtiden kommer forskning om nickel-titanlegering att ägna mer uppmärksamhet åt materialets hållbarhet, biosäkerhet och intelligens. Genom att optimera legeringssammansättningen och beredningsprocessen kan till exempel de mekaniska egenskaperna och biokompatibiliteten hos nickel-titanlegering förbättras, vilket är mer lämpat för fält såsom medicinska implantat och biosensorer. Genom att introducera nanoteknologi och smart materialteknologier kan du utveckla nickel-titanlegeringskompositer med högre energitäthet, snabbare respons och större anpassningsförmåga, vilket ger effektivare och pålitliga material för energiavskrivning, bevarande och lagring. och miljövänliga lösningar.

När världens fokus på hållbarhet och grön energi fortsätter att öka kommer användningen av nickel- och titanlegeringar i områden som förnybar energi och smarta rutnät att utvidgas ytterligare. Utvecklingen av effektivare och miljövänliga energilagrings- och omvandlingssystem baserade på NITI -legeringar kan ge ett betydande bidrag till att uppnå global energiövergång och bekämpa klimatförändringar.