www.chomikuj.pl/MarWag987
Nitinol to bardzo specyficzny stop niklu i tytanu. Czysty nitinol zawiera 49% niklu i
51% tytanu.
Został odkryty 1958 roku przez Laboratoria Badawcze Marynarki Wojennej Stanów
Zjednoczonych, dokładnie US Naval Ordinance Laboratory (w skrócie US NOL). Nazwa
została utworzona od symboli pierwiastków w układzie okresowym (Ni i Ti) oraz nazwy
NOL. Odkryty całkiem przypadkiem podczas prac nad nowymi stopami metali. Zauważono,
ż
e stop ten posiada bardzo specyficzne właściwości których się w ogóle nie spodziewano.
Przez długie dziesięciolecia materiał ten był mało powszechny ze względu na cenę
tytanu i jego małe ilości w przemyśle. Wynikało to z ok 20x większej ceny odzysku tytanu z
rudy w porównaniu z cena odzysku żelaza z rudy mimo ze tytanu na ziemi jest podobno
więcej jak żelaza. Dopiero w latach 20stych XX wieku zaczęto "wydobywać" tytan na skalę
przemysłową, bo dopiero wtedy opracowano w miarę sprawne metody jego pozysku z rudy
tytanowej. Tytan to metal bardzo mocno niereaktywny chemicznie i trzeba użyć bardzo
skomplikowanego procesu technologicznego do jego pozysku.
Sam stop z nitinolem posiada pamięć kształtu, tzn. zapamiętuje kształt jaki mu się
nada odlewając go. W pewnym zakresie temperatur metal ten z twardego i niezwykle
wytrzymałego mechanicznie staje się miękki i można go wyginać w ręku, ale jeżeli
temperatura wyjdzie po za zakres tej plastyczności to metal powraca sam do odlanego mu w
piecu hutniczym kształtu twardniejąc bardziej niż stal. Występujące zmiany zachodzą dla
energii cieplnej i elektrycznej.
Materiał ten posiada też wybitnie wysoką odporność na łamanie, przykładowo drut
nitinolowy można wyginać około miliona razy zanim się przełamie. W zależności od
domieszek innych metali do stopu nitinolowego uzyskujemy zmianę temperatury zmiękczania
się stopu, zwykle oscylują one miedzy 0 a 150 st C. Samo zmiękczenie czy też twardnienie
molekularnie to obrazując jest przesunięciem się atomów tytanu względem atomów niklu. Po
prostu struktura krystaliczna stopu się zmienia. Niestety nie wiadomo jak do końca
wytłumaczyć te właściwości nitinolu.
Dziś stop ten jest powszechnie wykorzystywany w astronautyce i robotyce głównie
jako włączniki termiczne i siłowniki do np rozkładania baterii słonecznych albo poruszania
ramieniem robota. Najczęściej stosuje się druty nitinolowe i sprężyny, przepuszczając przez
nie prąd nagrzewają się i twardnieją uzyskując zapamiętany w piecu hutniczym kształt. Gdy
prąd nie płynie ochładzają się i zmiękczają.
Niestety taki siłownik ma bardzo niską sprawność w porównaniu z siłownikiem
ś
rubowym czy hydraulicznym bo pobiera aż ok 1,5 W na 1 kg udźwigu. Napięcia jakie się
stosuje to kilka volt raptem i spory prąd.
Rekompensatą tych strat jest wybitna prostota budowy i niezawodność oraz płynne
ruchy przypominające ruchy człowieka.
Kolejne jego zastosowanie to medycyna, sprężyny nitinolowe pod wpływem
ludzkiego ciepła rozszerzają naczynia krwionośne, lub prostują zęby w aparatach
korekcyjnych zgryzu. Można też kupić ubrania samoprasujące się z ultracienkimi wszywkami
drucików nitinolowych. Zastosowanie tego stopu rośnie z roku na rok.
Nitinol może być też wykorzystany do budowy generatorów prądu tam gdzie jest
ciepło, zasilało by go słońce lub nawet temperatura samego powietrza w dzień.
