WikiDer > Memory-Metall

Geheugenmetaal

Memory-Metall (Gespenstisch.: Formgedächtnislegierung oder SMA) ist der Name, der innerhalb der Materialwissenschaften für Legierungen mit "Memory-Eigenschaften" verwendet.

Diese Eigenschaft bedeutet, dass das Material nach der Verformung bei Erwärmung in seine ursprüngliche Geometrie zurückkehren kann. Bei höheren Temperaturen kann dieser Effekt auch bei Entlastung auftreten. Diese Eigenschaften entstehen, weil das Material, das durch Verformung im Martensitphase befindet, springt zurück zum Austenitphase. Die Bedeutung dieser Phasen finden Sie kurz im Artikel über Phasen in Legierungen.

Das gängigste Memory-Metall im Jahr 2005 besteht aus a Legierung von Nickel-Titan (NiTi) oder eine Legierung aus Kupfer-Zink-Aluminium (CuZnAl). NiTi-Legierungen sind teurer, haben aber auch bessere mechanische Eigenschaften (Verformung bis zu 30%). Die Temperaturen, bei denen der Werkstoff seine Eigenschaften ändert, sind werkstoffspezifisch und können durch mehr oder weniger Legierungselemente beeinflusst werden.

Verlauf der Phasenverschiebung

Der Verlauf einer Phasenverschiebung einer SMA-Legierung ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

sma wire.jpg

In dieser Abbildung ist auf der y-Achse der Martensitanteil (in %) und auf der x-Achse die Temperatur dargestellt. Wenn eine Martensitstruktur beginnt und die Temperatur erhöht wird, beginnt das Material bei einer Temperatur . in eine Austenitstruktur umzuwandeln Asche. Das Material nimmt dann immer mehr das Austenitgefüge auf, bis es 100 % Austenit ist, at aus. Folgt man dem umgekehrten Weg, gelangt man zum MS Temperatur. MS stellt die Starttemperatur von Martensit dar. Das Material wird unter dem Einfluss der Temperaturänderung zu einer Martensitstruktur zurückkehren. Mf ist die Temperatur, bei der der Prozess stoppt und somit die Martensitstruktur angenommen wird.

Dieser Vorgang, bei dem Hin- und Rückweg voneinander abweichen, heißt a hysterisch Prozess genannt.

Geschichte und Umfang

Die Nickel-Titan-Legierung wurde erstmals in . entdeckt 1965 durch die "Marinelabor für Kampfmittel" in dem Vereinigte Staaten, und erstmals kommerziell unter dem Namen Nitinol (ein Akronym für Nickel Titanium Marine Ordnance Laboratories).

Das größte Anwendungsgebiet von Formgedächtnismetallen liegt in der Medizin, wo es für Stents zum Beispiel um Venen zu weiten oder Wirbel zu begradigen. Auch in der Kieferorthopädie es wird zum Beispiel verwendet, um konstanten Druck auf die Zähne auszuüben. Das in den Körper eingebrachte Memory-Metall reagiert auf die Temperatur des Körpers und verändert dadurch seine Form. Als Aktor ist der Vorschub von Memory Metal stetig, wird aber durch die langsame Reaktionszeit (das Material muss sich erwärmen) und die große Hysterese verlangsamt.

Neben thermisch aktivierten Memory-Metallen gibt es auch eine magnetisch aktivierte Variante, die ferromagnetische Formgedächtnislegierungen (FSMA). Diese Materialien haben eine schnellere Reaktionszeit und sind effizienter.

Externe Links

  • flexmet.be, häufig gestellte Fragen zu Memory Metal von einem Hersteller (Niederländisch)
  • www.jmedical.com, Definitionen zu Formgedächtnismetallen von einem Hersteller
  • news.bbc.co.uk, BBC-Artikel über die Verwendung von Memory Metal für eine medizinische Anwendung (Englisch)