Şekil hafızalı alaşımlar martensitik yapıda iken belli bir dış kuvvete maruz kalmaları sonucu değişen orijinal şekillerinin, östenit faz sıcaklığına geçtiklerinde büyük oranda geri alabilen alaşımlardır.

Şekil Hafıza Mekanizması

Şekil hafızalı alaşımlardaki etki östenit ve martensit olarak bilinen iki yapı arasındaki katı-katı faz transformasyonunun bir sonucudur. Difüzyonsuz gerçekleşen bu dönüşüm düzlemsel kayma benzeri bir mekanizma ile çalışır.

Östenit faz soğutularak martensit forma dönüşür. Martensit birbirine zıt plakaların ardışık kırıklar oluşturarak bir araya gelmesi ile oluşan bir yapı görünümdedir. Bu nedenle stres altında bu yapıyı deforme etmek oldukça kolaydır. Kuvvet altında düzlemsel formunu alan martensit yapısı ısıtılarak tekrar östenit şekline geri döner.

Martensit ve östenit faz arasındaki geçişler sıcaklıkla belli bir yolu takip ederler. Şekil’de görülen sıcaklıklar, Ms: Martensit başlangıç (% 100 östenit); Mf: Martensit bitiş (% 0 östenit); As: Östenit başlangıç (% 100 martensit); Af: Östenit bitiş (% 0 martensit) için tanımlanmıştır. Şekilde de görüldüğü gibi soğutularak elde edilen martensit tekrar ısıtıldığında östenit faza doğru giderken aynı yolu takip etmez ve bir histerisis yaratarak daha düşük sıcaklıklarda faz geçişini gerçekleştirir. Süperelastisite ise Af sıcaklığının üzerinde malzemenin strese maruz kalması halinde martensit forma geçişi ve stresin ortadan kalkması ile birlikte östenit fazındaki şekline, hiçbir bozulmaya uğramadan geri dönmesi olarak bilinir. Bunun nedeni stresin ortadan kalkması halinde Af sıcaklığının üzerinde kararlı olmayan martensit formun hızlı bir geçiş yapmasıdır. Stres-bazlı martensit dönüşümü olan süperelastik davranış kayma için kritik stres aşılmadığı sürece geçerlidir. Malzemenin termomekanik muamelerle işlenmesi sonucu kritik stres arttırılabilir.

Image

Şekil Hafıza Etkisi

Şekil hafıza etkisi tek yönlü ve çift yönlü olabilir. Malzemenin sadece ısıtma ile östenit faza geçiş yapması tek yönlü, ısıtma ile östenit faza geçiş ve tekrar soğutma ile martensit faza geçiş yapması ve bu işlemin birçok kez tekrar edilebilmesi ise çift yönlü şekil hafıza etkisi olarak tanımlanır. Çift yönlü etki malzemenin işlenmesi sırasındaki mekanik-ısıl muameleler ve bu muamelelerin kontrolü ile mümkün olabilir.

Üretim

Şekil hafızalı alaşımların dönüşüm sıcaklığı malzemenin işlenmesi ve üretimi sırasında uygulanan yöntemlere bağlı olarak değişir. Örneğin, NITINOL içindeki nikel-titanyum atomlarının kompozisyonlarındaki %1’lik değişim dönüşüm sıcaklığında 10 °C kaymaya neden olur. İşleme esnasında oluşabilecek oksitleri ve sisteme katılabilecek safsızlıkları önlemek amacıyla genelde vakum ortamında eritme gerçekleştirilir ve oluşan külçe bilinen dövme, haddeleme, ekstrüzyon gibi diğer yöntemlerle işlenir. Fakat bu tür klasik yöntemler genelde yeterli olmadığından sıcak işlemi takip eden soğuk işleme yöntemi kullanılır. Böylece aşamalı olarak ısıtılarak kontrollü şekillendirilen malzeme, şekil hafıza veya süperelastisite özelliği kazanır.

Uygulama Ve Kullanım Alanları

Süperelastik ve şekil hafıza etkili malzemeler günümüzde pratik ve ileri düzey birçok uygulamada tercih edilmektedirler. Bu malzemeler, makine-teçhizat ve yapı malzemeleri, medikal aygıtlar ve araçlar gibi endüstriyel ve tıbbi uygulamaların yanı sıra; elektronik aygıtlar, uzay araçları gibi ileri düzey uygulamalarda ve süperelastik gözlük çerçeveleri, telefon antenleri gibi günlük hayatı kolaylaştıran birçok üründe kullanılmaktadırlar. Son yıllarda robotik alanında yapılan uygulamalar da yaygınlaşmaktadır.

https://tr.wikipedia.org/wiki/%C5%9Eekil_haf%C4%B1zal%C4%B1_ala%C5%9F%C4%B1m

Bu İçeriğe Tepki Ver (en fazla 3 tepki)

Disqus Yorumları