Bagaimana untuk menjadi bahan bintang dalam bidang penyerapan kejutan, perlindungan dan penyimpanan tenaga?

Nitinol adalah aloi nikel dan titanium yang terkenal dengan superelasticity yang luar biasa. Singkatnya, superelasticity bermakna bahawa apabila bahan tertakluk kepada daya luaran, ia boleh menjalani ubah bentuk elastik yang signifikan, menyerap dan menyimpan sejumlah besar tenaga mekanikal, dan selepas daya luaran dikeluarkan, ia dapat dengan cepat kembali ke bentuk asalnya dengan hampir tidak ada ubah bentuk. Beberapa ubah bentuk kekal. Superelasticity aloi filamen adalah disebabkan oleh mekanisme unik transformasi fasa martensit.

Dalam julat suhu tertentu, aloi NITI boleh menjalani transformasi yang boleh diterbalikkan antara austenit (fasa suhu tinggi dengan struktur kristal padu) dan martensit (fasa suhu rendah dengan struktur kristal yang lebih kompleks). Apabila aloi tertakluk kepada daya yang melebihi had elastiknya, sebahagian daripada struktur austenit berubah menjadi martensit, satu proses yang disertai dengan perubahan yang signifikan dalam bentuk. Oleh kerana martensit mempunyai ketumpatan yang lebih rendah dan keplastikan yang lebih tinggi daripada austenit, aloi dapat menyerap dan menyimpan sejumlah besar tenaga mekanikal. Sebaik sahaja daya luaran dikeluarkan, tenaga yang disimpan di dalam aloi memacu martensit untuk mengubah kembali ke austenit dan mengembalikan bahan itu ke bentuk asalnya. Proses ini menunjukkan keanjalan yang tidak tertandingi aloi nikel-titanium.

Dalam bidang kusyen, keanjalan super aloi nikel-titanium menjadikannya bahan kusyen yang ideal. Di bawah pengaruh kejutan atau getaran, aloi nikel-titanium dapat dengan cepat menyerap dan menghilangkan tenaga, dengan berkesan mengurangkan kesan getaran dan kejutan pada struktur sekitarnya. Harta ini menjadikan aloi NITI digunakan secara meluas dalam industri aeroangkasa, automotif, pembinaan dan jambatan.

Sebagai contoh, dalam industri aeroangkasa, aloi nikel-titanium boleh digunakan untuk menghasilkan sistem redaman penyesuaian yang secara automatik menyesuaikan kesan susut nilai mengikut keadaan getaran pesawat, meningkatkan kestabilan dan keselamatan pesawat. Dalam pembuatan kereta, aloi nikel-titanium boleh digunakan untuk menghasilkan sistem perlindungan perlanggaran seperti beg udara dan penyerap kejutan, yang dapat dengan cepat menyerap dan menyebarkan daya impak untuk melindungi keselamatan penghuni semasa perlanggaran kenderaan. Aloi NITI juga boleh digunakan untuk menghasilkan sistem penggantungan pintar yang secara automatik menyesuaikan kekakuan penggantungan untuk memenuhi jalan dan keadaan memandu untuk meningkatkan perjalanan dan keselesaan.

Dalam bidang perlindungan, keanjalan super aloi nikel-titanium juga menunjukkan potensi aplikasi yang hebat. Di bawah kesan luaran, aloi nikel-titanium dengan cepat dapat menyerap dan menghilangkan tenaga, dengan berkesan melindungi struktur sekitar dari kerosakan. Harta ini menjadikan aloi nikel-titanium digunakan secara meluas dalam bidang seperti ketenteraan, sukan dan peralatan perlindungan peribadi.

Di dalam bidang tentera, aloi nikel-titanium boleh digunakan untuk membuat jaket peluru dan perisai, yang dapat dengan cepat menyerap dan menghilangkan tenaga di bawah kesan peluru berpandu atau letupan, melindungi kehidupan askar. Dalam bidang sukan, aloi nikel-titanium boleh digunakan untuk mengeluarkan peralatan sukan berprestasi tinggi dan peralatan perlindungan, seperti ski, kelab golf dan pad lutut, yang dapat meningkatkan prestasi dan keselamatan atlet. Dari segi peralatan perlindungan peribadi, aloi nikel-titanium boleh digunakan untuk mengeluarkan topi keledar, kacamata, sarung tangan pelindung, dan lain-lain, yang dapat melindungi bahagian-bahagian penting seperti kepala, mata, dan tangan apabila terjejas oleh daya luaran.

Dari segi penyimpanan tenaga, sifat superelastik aloi nikel-titanium juga memberikan nilai praktikal yang sangat baik. Di bawah tindakan daya luaran, aloi nikel-titanium dapat menyerap dan menyimpan sejumlah besar tenaga mekanikal, dan dengan cepat dapat melepaskan tenaga ini setelah daya luaran dikeluarkan. Oleh kerana harta ini, aloi filamen adalah bahan penyimpanan tenaga yang berpotensi yang boleh digunakan untuk menghasilkan sistem penyimpanan tenaga dan penukaran yang cekap.

Sebagai contoh, dalam grid pintar, aloi nikel-titanium boleh digunakan untuk menghasilkan peranti penyimpanan tenaga pintar yang secara automatik menyesuaikan kecekapan penyimpanan dan pelepasan mengikut keadaan beban rangkaian, dengan itu meningkatkan kestabilan dan kebolehpercayaan rangkaian. Dalam bidang tenaga boleh diperbaharui, aloi nikel-titanium Boleh digunakan untuk menghasilkan sistem penyimpanan tenaga dalam peranti angin dan gelombang, menukar angin dan tenaga air ke dalam tenaga mekanikal dan menyimpannya untuk menyediakan bekalan yang stabil ke grid kuasa. Nitinol juga boleh digunakan untuk menjana tenaga getaran yang cekap, menukar tenaga getaran alam sekitar ke dalam tenaga elektrik atau mekanikal untuk menyediakan tenaga untuk peranti dan sensor mikroelektronik.

Dengan perkembangan berterusan sains bahan, nanoteknologi dan pembuatan pintar, prospek aplikasi aloi nikel-titanium akan lebih luas. Pada masa akan datang, penyelidikan aloi nikel-titanium akan memberi perhatian lebih kepada kemampanan, biosafety dan kecerdasan bahan. Sebagai contoh, dengan mengoptimumkan komposisi aloi dan proses penyediaan, sifat mekanikal dan biokompatibiliti aloi nikel-titanium dapat diperbaiki, yang lebih sesuai untuk bidang seperti implan perubatan dan biosensor. Dengan memperkenalkan teknologi nanoteknologi dan bahan pintar, anda boleh membangunkan komposit aloi nikel-titanium dengan ketumpatan tenaga yang lebih tinggi, tindak balas yang lebih cepat dan kesesuaian yang lebih besar, menyediakan bahan yang lebih cekap dan boleh dipercayai untuk susut nilai tenaga, pemuliharaan dan penyimpanan. dan penyelesaian mesra alam.

Memandangkan tumpuan dunia terhadap kemampanan dan tenaga hijau terus meningkat, penggunaan aloi nikel dan titanium di kawasan seperti tenaga boleh diperbaharui dan grid pintar akan terus berkembang. Pembangunan sistem penyimpanan tenaga dan penukaran yang lebih cekap dan mesra alam berdasarkan aloi NITI dapat memberikan sumbangan penting untuk mencapai peralihan tenaga global dan memerangi perubahan iklim.