نيكل تيتانيوم

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة

النيكل والتيتانيوم ، المعروف أيضاً باسم النيتينول ، هو سبيكة معدنية من النيكل والتيتانيوم ، حيث يتواجد العنصران بنسب ذرية متساوية تقريباً. تُسمى سبائك النيتينول وفقاً للنسبة المئوية الوزنية للنيكل؛ على سبيل المثال ، نيتينول 55 ونيتينول 60 .

تتميز سبائك النيتينول بخاصيتين فريدتين ومترابطتين: خاصية الذاكرة الشكلية والمرونة الفائقة (وتُسمى أيضًا المرونة الزائفة ). الذاكرة الشكلية هي قدرة النيتينول على التشوه عند درجة حرارة معينة، والبقاء على شكله المشوه عند إزالة القوة الخارجية، ثم استعادة شكله الأصلي غير المشوه عند تسخينه فوق درجة حرارة التحول. أما المرونة الفائقة فهي قدرة المعدن على التشوه بشكل كبير والعودة فورًا إلى شكله الأصلي غير المشوه عند إزالة الحمل الخارجي. يمكن للنيتينول أن يتعرض لتشوهات مرنة أكبر من 10 إلى 30 مرة من المعادن الأخرى. يعتمد سلوك النيتينول، سواءً كان بخاصية الذاكرة الشكلية أو المرونة الفائقة، على ما إذا كانت درجة حرارته أعلى من درجة حرارة التحول أثناء العملية. يُظهر النيتينول خاصية الذاكرة الشكلية عندما تكون درجة حرارته أقل من درجة حرارة التحول، ويُظهر مرونة فائقة عندما تكون درجة حرارته أعلى من درجة حرارة التحول.

كلمة "نيتينول" مشتقة من تركيبها ومكان اكتشافها، النيكل (Ni) - التيتانيوم (Ti) - مختبر الذخائر البحرية (NOL).

تاريخ

اكتُشف تأثير الذاكرة الشكلية عام 1932، عندما لاحظ الكيميائي السويدي آرني أولاندر [ 1 ] هذه الخاصية في سبائك الذهب والكادميوم. ولوحظ التأثير نفسه في النحاس والزنك ( النحاس الأصفر ) في أوائل الخمسينيات من القرن العشرين. [ 2 ]

في خمسينيات القرن العشرين، كُلِّف ويليام ج. بوهلر [ 3 ] بإيجاد سبائك ذات مقاومة عالية للإجهاد تحت درجات حرارة عالية لاستخدامها في مخاريط أنف الصواريخ في مختبر الذخائر البحرية في عام 1959. [ 4 ] [ 5 ]

في عام 1961، عرضوا عينة في اجتماع لإدارة المختبر. كانت العينة مطوية كالأكورديون ، وتم تداولها بين المشاركين وثنيها. قام أحدهم بتسخين العينة باستخدام ولاعة غليونه، فانكمشت الشريحة المطوية على شكل الأكورديون وعادت إلى شكلها الأصلي. [ 6 ]

بعد عام واحد، أعلن مختبر الذخائر البحرية عن نجاحه في إنتاج النيتينول. وفي عام 1962، انضم فريدريك إي. وانغ إلى فريق العمل في المختبر واكتشف التركيب البلوري المسؤول عن خصائص النيتينول. [ 3 ]

في حين تم تحقيق التطبيقات المحتملة للنيتينول على الفور، إلا أن الجهود العملية لتسويق السبيكة جرت في الثمانينيات، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى صعوبة صهر السبيكة ومعالجتها وتشكيلها.

الآلية

عرض ثلاثي الأبعاد لبنية الأوستنيت والمارتنسيت لمركب النيكل والتيتانيوم.

تُستمد الخصائص غير العادية للنيتينول من التحول المارتنسيتي ، وهو تحول طوري قابل للانعكاس في الحالة الصلبة بين طورين بلوريين مختلفين من المارتنسيت، ويتطلب إجهادًا ميكانيكيًا يتراوح بين 69-138 ميجا باسكال (10000-20000 رطل لكل بوصة مربعة) .  

عند درجات الحرارة العالية، يتخذ النيتينول بنية مكعبة متداخلة تُعرف بالأوستنيت (وتُعرف أيضًا بالطور الأصلي). أما عند درجات الحرارة المنخفضة، فيتحول النيتينول تلقائيًا إلى بنية بلورية أحادية الميل أكثر تعقيدًا تُعرف بالمارتنسيت (الطور الناتج). [ 7 ] ترتبط أربع درجات حرارة بتحولات الأوستنيت إلى المارتنسيت والعكس. يبدأ المارتنسيت بالتشكل من الأوستنيت الكامل مع تبريد السبيكة إلى درجة حرارة بدء المارتنسيت، أو M<sub> s</sub>. وتُسمى درجة الحرارة التي يكتمل عندها التحول بدرجة حرارة انتهاء المارتنسيت، أو M<sub> f </sub>. عندما تكون السبيكة مارتنسيتًا بالكامل وتتعرض للتسخين، يبدأ الأوستنيت بالتشكل عند درجة حرارة بدء الأوستنيت، A<sub> s </sub>، وينتهي عند درجة حرارة انتهاء الأوستنيت، A<sub> f</sub> . [ 8 ]

التخلف الحراري لتحول طور النيتينول

تُظهر دورة التبريد/التسخين ظاهرة التخلف الحراري . يعتمد عرض التخلف على التركيب الدقيق للنيتينول وعملية التصنيع. تتطلب قيمته النموذجية نطاقًا حراريًا يتراوح بين 20 و50 درجة مئوية (36-90 درجة فهرنهايت)، ويمكن تقليله أو زيادته عن طريق السبائك [ 9 ] والتصنيع. [ 10 ]  

يُعدّ جانبان أساسيان من جوانب تحوّل الطور حاسمين لخصائص النيتينول. أولهما أن التحوّل "عكسي"، أي أن التسخين فوق درجة حرارة التحوّل يُعيد البنية البلورية إلى طور الأوستنيت الأبسط. وثانيهما أن التحوّل في كلا الاتجاهين فوري.

تتميز البنية البلورية للمارتنسيت (المعروفة بالبنية أحادية الميل ، أو بنية B19') بقدرتها الفريدة على الخضوع لتشوه محدود بطرق معينة دون كسر الروابط الذرية. يُعرف هذا النوع من التشوه بالتوأمة ، وهي عبارة عن إعادة ترتيب المستويات الذرية دون التسبب في انزلاق أو تشوه دائم. يستطيع المارتنسيت تحمل إجهاد يتراوح بين 6 و8% بهذه الطريقة. عند تحول المارتنسيت إلى أوستنيت بالتسخين، تُستعاد البنية الأوستنيتية الأصلية، بغض النظر عما إذا كان طور المارتنسيت قد تعرض للتشوه أم لا. وبالتالي، يُحتفظ بشكل طور الأوستنيت عند درجات الحرارة العالية، حتى وإن تم تشكيل السبيكة عند درجة حرارة أقل. [ 11 ]

عرض ثنائي الأبعاد للبنية البلورية للنيتينول أثناء دورة التبريد/التسخين

يمكن توليد ضغط عن طريق منع تحول المارتنسيت المشوه إلى الأوستنيت، من 240 ميجا باسكال (35000 رطل لكل بوصة مربعة) إلى أكثر من 690 ميجا باسكال (100000 رطل لكل بوصة مربعة) . أحد أسباب صعوبة عودة النيتينول إلى شكله الأصلي هو كونه مركبًا بين فلزيًا منتظمًا . في السبائك العادية، تتوزع المكونات عشوائيًا في الشبكة البلورية؛ أما في المركبات البين فلزية المنتظمة، فتشغل الذرات (في هذه الحالة، النيكل والتيتانيوم) مواقع محددة في الشبكة. [ 12 ] إن كون النيتينول مركبًا بين فلزيًا هو السبب الرئيسي في تعقيد تصنيع الأجهزة المصنوعة من هذه السبيكة.    

تأثير تركيبة النيتينول على درجة حرارة M s .

لإعادة السبيكة إلى شكلها الأصلي، يجب تثبيتها في مكانها وتسخينها إلى حوالي 500 درجة مئوية (930 درجة فهرنهايت) . تُعرف هذه العملية عادةً باسم تثبيت الشكل . [ 13 ] كما لوحظ تأثير آخر في النيتينول، يُسمى المرونة الفائقة أو المرونة الزائفة. وينتج هذا التأثير مباشرةً عن إمكانية تكوين المارتنسيت بتطبيق إجهاد، وكذلك بالتبريد. وبالتالي، ضمن نطاق درجة حرارة معين، يمكن تطبيق إجهاد على الأوستنيت، مما يؤدي إلى تكوين المارتنسيت مع تغيير شكله في الوقت نفسه. في هذه الحالة، بمجرد إزالة الإجهاد، يعود النيتينول تلقائيًا إلى شكله الأصلي. في هذا الاستخدام، يتصرف النيتينول كزنبرك فائق، إذ يمتلك نطاق مرونة أكبر من 10 إلى 30 مرة من نطاق مرونة مادة الزنبرك العادية. ومع ذلك، توجد قيود: لا يُلاحظ هذا التأثير إلا حتى حوالي 40 درجة مئوية (72 درجة فهرنهايت) فوق درجة حرارة التحول الأوستنيتي . يُشار إلى هذا الحد الأعلى بـ M <sub>d</sub> ، [ 14 ] وهو يُمثل أعلى درجة حرارة يُمكن عندها تحفيز تكوين المارتنسيت تحت تأثير الإجهاد. عند درجة حرارة أقل من M<sub> d</sub> ، يسمح تكوين المارتنسيت تحت الحمل بالمرونة الفائقة نتيجةً للتوأمة. أما عند درجة حرارة أعلى من M<sub> d</sub> ، وبما أن المارتنسيت لا يتكون، فإن الاستجابة الوحيدة للإجهاد هي انزلاق البنية المجهرية الأوستنيتية، وبالتالي حدوث تشوه دائم.    

يتكون النيتينول عادةً من حوالي 50 إلى 51% نيكل ذريًا (55 إلى 56% وزنيًا). [ 12 ] [ 15 ] ويمكن أن تُحدث تغييرات طفيفة في التركيب تغييرًا ملحوظًا في درجة حرارة التحول للسبيكة. ويمكن التحكم في درجات حرارة التحول في النيتينول إلى حد ما، حيث تتراوح درجة حرارة التحول الذري ( Af ) من حوالي -20 إلى +110 درجة مئوية (-4 إلى 230 درجة فهرنهايت) . لذا، من الشائع وصف تركيبة النيتينول بأنها "فائقة المرونة" أو "أوستنيتية" إذا كانت Af أقل من درجة حرارة مرجعية، بينما تُوصف بأنها "ذات ذاكرة شكلية" أو "مارتنسيتية" إذا كانت أعلى. وتُعرَّف درجة الحرارة المرجعية عادةً بأنها درجة حرارة الغرفة أو درجة حرارة جسم الإنسان ( 37 درجة مئوية أو 99 درجة فهرنهايت ).    

من التأثيرات الشائعة في النيتينول ما يُعرف بالطور R. وهو طور مارتنسيتي آخر يُنافس طور المارتنسيت المذكور سابقًا. ولأنه لا يُوفر تأثيرات الذاكرة الكبيرة التي يتميز بها طور المارتنسيت، فإنه عادةً ما يكون عديم الفائدة عمليًا.

تصنيع

يُعدّ تصنيع النيتينول بالغ الصعوبة، نظراً للتحكم الدقيق للغاية في تركيبه، والتفاعل الهائل للتيتانيوم. فكل ذرة تيتانيوم تتحد مع الأكسجين أو الكربون تُنتزع من شبكة NiTi، مما يُغيّر التركيب ويُخفّض درجة حرارة التحوّل.

تُستخدم اليوم طريقتان رئيسيتان للصهر. الأولى هي إعادة الصهر بالقوس الكهربائي في الفراغ (VAR)، حيث يتم إشعال قوس كهربائي بين المادة الخام ولوحة نحاسية مبردة بالماء. ويتم الصهر في فراغ عالٍ، والقالب نفسه مصنوع من النحاس المبرد بالماء. أما الثانية فهي الصهر بالحث الفراغي (VIM)، حيث يتم تسخين المواد الخام في بوتقة (عادةً من الكربون) باستخدام مجالات مغناطيسية متناوبة. ويتم ذلك أيضًا في فراغ عالٍ. ورغم مزايا كلتا الطريقتين، فقد ثبت أن المادة المصهورة بتقنية VIM الصناعية المتطورة تحتوي على شوائب أصغر من تلك المصهورة بتقنية VAR الصناعية المتطورة، مما يؤدي إلى مقاومة أعلى للإجهاد. [ 16 ] وتشير أبحاث أخرى إلى أن استخدام مواد خام عالية النقاء في تقنية VAR قد يؤدي إلى تقليل عدد الشوائب، وبالتالي تحسين مقاومة الإجهاد. [ 17 ] كما تُستخدم طرق أخرى على نطاق محدود، منها صهر قوس البلازما، وصهر الحث، وصهر الحزمة الإلكترونية. كما تُستخدم تقنية الترسيب الفيزيائي للبخار على نطاق المختبر.

عند صهر النيتينول بالحث (أو أي سبيكة تيتانيوم)، يصعب إيجاد مادة مناسبة لصنع البواتق. فالتيتانيوم المنصهر مادة أكالة كيميائيًا، ويتطلب درجات حرارة عالية جدًا وظروفًا خاصة لتجنب التلوث. [ 18 ] على سبيل المثال، إذا استُخدمت بوتقة من الجرانيت، فقد يرتبط الكربون الموجود في الجرانيت بالتيتانيوم، مما ينتج عنه سبيكة غير نقية. [ 19 ] ومن الأمور الأخرى التي يجب مراعاتها تآكل جدران البوتقة. تشمل العوامل المؤثرة في مقدار التآكل، على سبيل المثال لا الحصر، حركة النيتينول المنصهر، ومسامية البوتقة، ومدة ملامسة المعدن المنصهر للمادة. يجب موازنة مسامية البوتقة بحيث تتمتع بمقاومة جيدة للصدمات الحرارية ومسافة ترطيب قصيرة، حتى لا تتآكل. [ 18 ] هناك عدد قليل من المواد المناسبة لصنع البواتق التي تتوافق مع صب التيتانيوم، وهو ما يُسهم في صعوبة الإنتاج الضخم للنيتينول.  تُجرى تجارب لاستخدام طلاء على البوتقة لمنع التفاعلات الكيميائية، بحيث لا يتطلب الأمر من المادة الأساسية سوى مقاومة الصدمات الحرارية وتجنب التآكل. على سبيل المثال، يجري البحث في استخدام أكسيد الإيتريوم (Y2O3) كطلاء في بوتقة أكسيد الألومنيوم. لا يتفاعل أكسيد الإيتريوم كيميائيًا مع التيتانيوم، كما أن أكسيد الألومنيوم مقاوم للصدمات الحرارية، مما يجعله مزيجًا مناسبًا. [ 18 ]

هناك طريقة أخرى أقل شيوعًا لتصنيع النيتينول، وهي التلبيد التفاعلي . يُستخدم التلبيد التفاعلي في الفراغ لضغط مسحوق النيتينول وتشكيله. يُسخّن المسحوق إلى حوالي 580 إلى 650 درجة مئوية عبر تفاعل كيميائي طارد للحرارة ، ثم يُضغط لتشكيله. [ 20 ] تُنتج هذه الطريقة سطحًا مساميًا، ولأنها تتم في الفراغ، لا تتاح للتيتانيوم فرصة الارتباط بالأكسجين. مع ذلك، لا تكون النتيجة متجانسة بالضرورة، إذ قد يتشكل ني-تي (Ni3Ti) وتي-ني (Ti3Ni) نتيجة التسخين البطيء الناتج عن التفاعل. يمكن تحسين التجانس وتقليل حجم المسام عن طريق التسخين السريع. تم اختراع تلبيد البلازما الشرارية عام 1980 كطريقة لجعل التسخين بأسرع ما يمكن عن طريق تمرير تيار كهربائي عبر النظام. بهذه الطريقة، يكون النيتينول أنقى دون تشكل ني-تي (Ni3Ti) أو تي-ني (Ti3Ni). [ 20 ]

تُعدّ المعالجة الحرارية للنيتينول عملية دقيقة وحاسمة. يتحكم كلٌّ من زمن ودرجة حرارة التقادم في ترسيب مختلف الأطوار الغنية بالنيكل، وبالتالي في كمية النيكل الموجودة في شبكة NiTi؛ فمن خلال استنزاف النيكل من الشبكة، يزيد التقادم من درجة حرارة التحول. ويُعدّ الجمع بين المعالجة الحرارية والتشكيل على البارد أساسيًا للتحكم في خصائص منتجات النيتينول. [ 21 ] يُعالج النيتينول المُصنّع مع التركيز على تأثير ذاكرة الشكل حراريًا في نطاق يتراوح بين 350 و450 درجة مئوية. أما بالنسبة للنيتينول فائق المرونة، فتكون درجة الحرارة أقرب إلى 500 درجة مئوية. وإذا كانت نسبة النيكل أكبر من 55.5%، فإن درجة حرارة المعالجة الحرارية تتراوح بين 600 و900 درجة مئوية. [ 22 ]

التصنيع الإضافي

يجري استكشاف طرق التصنيع الإضافي للنيتينول. ومن الأمثلة على ذلك: الصهر الانتقائي بالليزر، والتلبيد الانتقائي بالليزر، والتشكيل الشبكي المُهندس بالليزر. تُنتج هذه الطرق نتائج متفاوتة من حيث جودة السطح، والتجانس، والكثافة. جميعها مكلفة نسبيًا وتستغرق وقتًا طويلًا في الإنتاج مقارنةً بطرق التصنيع التقليدية، ولكنها توفر تحكمًا في الخصائص قد لا تتوفر في الأنظمة الأخرى. [ 19 ]

تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد التحكم في الكثافة والمسامية. تؤثر المسامية على نمو الخلايا وإطلاق أيونات النيكل في الغرسات. فكلما زادت مسامية المادة، زادت مساحة السطح المتاحة للخلايا للالتصاق بها، بالإضافة إلى زيادة مساحة التلامس مع الأنسجة لتسرب النيكل. [ 23 ] علاوة على ذلك، تتأثر المرونة بدرجة مسامية المادة الناتجة، لذا تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد التحكم في مرونة كل طبقة. [ 23 ] كما توفر أشكال الشبكة المختلفة سلوكًا مختلفًا في ذاكرة الشكل. فعلى سبيل المثال، يوفر هيكل شوارتز قوة أكبر، بينما يسمح هيكل الماس بإجهاد تحويل أفضل. [ 23 ]

يجب أن يشمل تصميم برامج التقطيع للتصنيع الإضافي لمواد الذاكرة الشكلية مثل النيتينول كيفية تغيرها. وقد قام ليكسيلانت وبوبون بنمذجة المرونة الفائقة لسبائك الذاكرة الشكلية في بُعد واحد. [ 23 ]

التحديات

تُعدّ حالات فشل أجهزة النيتينول نتيجة الإجهاد موضوعًا دائمًا للنقاش. ولأنها المادة المُفضّلة للتطبيقات التي تتطلب مرونة وحركة فائقة (مثل الدعامات الطرفية ، وصمامات القلب، والمشغلات الحرارية الميكانيكية الذكية ، والمشغلات الكهروميكانيكية الدقيقة)، فإنها تتعرض بالضرورة لإجهادات أكبر بكثير مقارنةً بالمعادن الأخرى. ورغم أن أداء النيتينول في مقاومة الإجهاد المُتحكّم به يتفوق على جميع المعادن الأخرى المعروفة، فقد لوحظت حالات فشل نتيجة الإجهاد في أكثر التطبيقات تطلبًا. ويجري حاليًا بذل جهود كبيرة لفهم وتحديد حدود متانة النيتينول بشكل أفضل.

النيتينول نصفه نيكل، ولذلك ساد قلق بالغ في المجال الطبي بشأن انبعاث النيكل، وهو مادة معروفة بأنها مسببة للحساسية ومادة مسرطنة محتملة. [ 21 ] (يوجد النيكل أيضًا بكميات كبيرة في الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الكوبالت والكروم المستخدمة في المجال الطبي). أثناء المعالجة الحرارية، يُشكّل النيتينول طبقة واقية مستقرة للغاية من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) تعمل كحاجز ضد التبادل الأيوني؛ وقد أظهرت الدراسات مرارًا وتكرارًا أن النيتينول يُطلق النيكل بمعدل أبطأ من الفولاذ المقاوم للصدأ. [ 24 ] في البداية، كان يُعتقد أن طبقة الأكسيد الأكثر سمكًا ستمنع تسرب المزيد من النيكل إلى الأنسجة، ولكن ثبت لاحقًا أن العلاقة ليست طردية. [ 24 ] كلما زاد سمك طبقة الأكسيد، زادت احتمالية تكوّن تشققات دقيقة فيها. يمكن أن تتسبب هذه التشققات الدقيقة في تقشر طبقة الأكسيد مع تشوه النيتينول. في النهاية، قد تصل هذه التشققات الدقيقة إلى طبقة النيتينول النقية وتبدأ في إطلاق النيكل مرة أخرى. [ 24 ] بالإضافة إلى ذلك، عند تكوّن طبقة الأكسيد، تصبح الطبقة التي تليها أغنى بالنيكل، لذا إذا تضررت طبقة الأكسيد، فسوف تتسرب كمية أكبر من النيكل إلى الأنسجة المجاورة. كما أن طبقات الأكسيد السميكة أكثر عرضة لانخفاض الرقم الهيدروجيني. عند المعالجة الحرارية، تكون طبقة الأكسيد التي يشكلها النيتينول سوداء اللون. هذا الأكسيد الأسود سميك ومتشقق وعرضة للتقشر. وتزداد هذه الشقوق سوءًا بسبب التنقر الناتج عن تكوّن الأنودات على طول الشقوق الدقيقة. يمكن أن تؤدي معالجة السطح إلى تصغير هذه الشقوق وتقليل التنقر. بعد معالجة السطح، تصبح طبقة الأكسيد أرق ويتغير لونها. يمكن أن يختلف اللون حسب الطريقة. تشمل الأمثلة، على سبيل المثال لا الحصر، طبقات الأكسيد الزرقاء والحمراء والذهبية والعنبرية. [ 24 ] يمكن أن تختلف طرق معالجة السطح من التلميع الميكانيكي إلى التلميع الكهربائي والكيميائي. يبدو أن التلميع الكهربائي والكيميائي هما الأكثر فعالية. في تجربة كما ورد في المصدر التالي ( [ 24 ] )، تمت مقارنة سلك مصقول كهربائيًا بسلك مؤكسد سميك غير معالج. تبين أنه بعد 5000 دورة (تشوهات ناتجة عن ذاكرة الشكل)، بدأ سلك الأكسيد السميك بالتصدع، بينما صمد السلك المصقول كهربائياً لـ 100000 دورة. ولهذا السبب، فإن عملية إنشاء طبقة أكسيد فعالة تتمثل في صقل النيتينول (كهربائياً أو كيميائياً) قبل المعالجة الحرارية، ثم بعد المعالجة الحرارية حتى تصبح طبقة الأكسيد رقيقة بالقدر الكافي. [ 24 ]

تُجرى نقاشات مستمرة وطويلة الأمد حول الشوائب في النيتينول، سواءً TiC أو Ti₂NiOₓ . وكما هو الحال في جميع المعادن والسبائك الأخرى، يمكن العثور على شوائب في النيتينول. ويمكن التحكم في حجم الشوائب وتوزيعها ونوعها إلى حد ما. نظريًا، من المفترض أن تؤدي الشوائب الأصغر حجمًا والأكثر استدارة والأقل عددًا إلى زيادة مقاومة الإجهاد. في الأدبيات العلمية، تشير بعض الدراسات المبكرة إلى عدم قدرتها على إظهار فروق قابلة للقياس، [ 25 ] [ 26 ] بينما تُظهر دراسات حديثة اعتماد مقاومة الإجهاد على الحجم النموذجي للشوائب في السبيكة. [ 16 ] [ 17 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]

يُعدّ النيتينول مادةً صعبة اللحام، سواءً مع نفسه أو مع مواد أخرى. ويُعتبر لحام النيتينول مع نفسه باستخدام الليزر عمليةً روتينيةً نسبيًا. وقد تمّ تصنيع وصلات قوية بين أسلاك النيكل والتيتانيوم وأسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام حشو النيكل. [ 30 ] كما تمّ تصنيع لحامات الليزر ولحامات التنجستن بالغاز الخامل (TIG) بين أنابيب النيكل والتيتانيوم وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ. [ 31 ] [ 32 ] ولا تزال الأبحاث جارية لاستكشاف عمليات أخرى ومعادن أخرى يُمكن لحام النيتينول بها.

يعتمد معدل تشغيل النيتينول على إدارة الحرارة، لا سيما خلال مرحلة التبريد. تُستخدم طرق عديدة لزيادة كفاءة التبريد، مثل الهواء القسري [ 33 ] ، والسوائل المتدفقة [ 34 ] ، والوحدات الكهروحرارية (مثل مضخات حرارة بلتييه أو أشباه الموصلات) [ 35 ] ، ومشتتات الحرارة [36]، والمواد الموصلة [ 37 ] ، وزيادة نسبة مساحة السطح إلى الحجم [ 38 ] (حيث تصل التحسينات إلى 3.3 هرتز مع الأسلاك الرقيقة جدًا [ 39 ] ، وإلى 100 هرتز مع الأغشية الرقيقة من النيتينول [ 40 ] ). وقد سُجِّل أسرع تشغيل للنيتينول بواسطة تفريغ مكثف عالي الجهد، مما أدى إلى تسخين سلك من سبائك الذاكرة الشكلية في غضون ميكروثانية ، ونتج عنه تحول طوري كامل (وسرعات عالية) في غضون بضعة أجزاء من الألف من الثانية. [ 41 ]  

أظهرت التطورات الحديثة أن معالجة النيتينول يمكن أن توسع قدراته الحرارية والميكانيكية، مما يسمح بتضمين ذاكرة شكلية متعددة ضمن بنية متجانسة. [ 42 ] [ 43 ] ولا تزال الأبحاث جارية حول تقنية الذاكرة المتعددة، وقد تُسفر عن أجهزة ذاكرة شكلية محسّنة في المستقبل القريب، [ 44 ] [ 45 ] بالإضافة إلى مواد وهياكل مواد جديدة، مثل مواد الذاكرة الشكلية الهجينة (SMMs) ومركبات الذاكرة الشكلية (SMCs). [ 46 ]

التطبيقات

انحنى مشبك ورق مصنوع من النيتينول ثم استعاد شكله بعد وضعه في الماء الساخن

هناك أربعة أنواع شائعة الاستخدام من التطبيقات للنيتينول:

التعافي المجاني
يتم تشويه النيتينول عند درجة حرارة منخفضة، ويبقى مشوهًا، ثم يتم تسخينه لاستعادة شكله الأصلي من خلال تأثير ذاكرة الشكل.
التعافي المقيد
يشبه التعافي الحر، إلا أن التعافي ممنوع بشكل صارم وبالتالي يتم توليد ضغط.
إنتاج العمل
يُسمح للسبيكة بالتعافي، ولكن للقيام بذلك يجب أن تعمل ضد قوة (وبالتالي تقوم بعمل).
المرونة الفائقة
يعمل النيتينول كزنبرك فائق من خلال التأثير المرن الفائق.

تخضع المواد فائقة المرونة لتحولات ناتجة عن الإجهاد، وتُعرف بخاصية "ذاكرة الشكل". وبفضل مرونتها الفائقة، تُظهر أسلاك النيكل والتيتانيوم تأثيرًا "مرنًا حراريًا"، وهو عبارة عن تسخين/تبريد ناتج عن الإجهاد. وتخضع أسلاك النيكل والتيتانيوم حاليًا لأبحاث مكثفة باعتبارها المادة الواعدة لهذه التقنية. تبدأ العملية بتحميل السلك بقوة شد، مما يؤدي إلى تدفق السائل (داخل السلك) إلى المبادل الحراري الساخن. وفي الوقت نفسه، تُطرد الحرارة، والتي يمكن استخدامها لتسخين المحيط. وفي العملية العكسية، يؤدي تخفيف قوة الشد عن السلك إلى تدفق السائل إلى المبادل الحراري البارد، مما يتسبب في امتصاص سلك النيكل والتيتانيوم للحرارة من المحيط. وبالتالي، يمكن خفض درجة حرارة المحيط (تبريده).

تُقارن الأجهزة المرنة الحرارية غالبًا بالأجهزة المغناطيسية الحرارية كطرق جديدة وفعّالة للتدفئة والتبريد. يتميز الجهاز المرن الحراري المصنوع من أسلاك النيكل والتيتانيوم عن الجهاز المغناطيسي الحراري المصنوع من الغادولينيوم بقدرة تبريد نوعية  أعلى بـ 70 ضعفًا (7 كيلوواط ساعة/كجم مقابل 0.1 كيلوواط ساعة/كجم) عند تردد 2 هرتز. مع ذلك، يعاني الجهاز المرن الحراري المصنوع من أسلاك النيكل والتيتانيوم من بعض القيود، مثل قصر عمره الافتراضي واعتماده على قوى شد كبيرة (مما يستهلك طاقة كبيرة).

في عام ١٩٨٩، أُجريَ مسحٌ في الولايات المتحدة وكندا شاركت فيه سبع منظمات. ركّز المسح على التنبؤ بالتكنولوجيا والسوق والتطبيقات المستقبلية لسبائك الذاكرة الشكلية. وتوقعت الشركات الاستخدامات التالية للنيتينول، مرتبةً تنازليًا حسب الأهمية: (١) الوصلات، (٢) التطبيقات الطبية والحيوية، (٣) الألعاب، والعروض التوضيحية، والمنتجات المبتكرة، (٤) المحركات، (٥) المحركات الحرارية، (٦) أجهزة الاستشعار، (٧) رقائق الذاكرة المُنشّطة بالتبريد الفائق ومآخذ ذاكرة الفقاعات، وأخيرًا (٨) أجهزة الرفع. [ ٤٧ ]

المحركات الحرارية والكهربائية

التطبيقات المتوافقة حيوياً والطبية الحيوية

  • يتميز النيتينول بتوافقه الحيوي العالي وخصائصه الملائمة للاستخدام في زراعة العظام. وبفضل خصائصه الفريدة، يشهد النيتينول إقبالاً كبيراً على استخدامه في الأجهزة الطبية الأقل توغلاً. وتُستخدم أنابيب النيتينول بشكل شائع في القسطرات والدعامات والإبر فائقة المرونة.
  • في جراحة القولون والمستقيم، [ 50 ] يتم استخدام المادة في الأجهزة لإعادة توصيل الأمعاء بعد إزالة مسببات الأمراض.
  • يُستخدم النيتينول في الأجهزة التي طورها فرانز فرويدنتال لعلاج القناة الشريانية السالكة ، والتي تعمل على سد وعاء دموي يتجاوز الرئتين ولم ينغلق بعد الولادة عند الرضع. [ 51 ]
  • في طب الأسنان، تُستخدم هذه المادة في تقويم الأسنان لصنع الأقواس والأسلاك التي تربط الأسنان. بمجرد وضع سلك سبيكة الذاكرة الشكلية (SMA) في الفم، ترتفع درجة حرارته إلى درجة حرارة الجسم المحيطة. يؤدي ذلك إلى انكماش النيتينول وعودته إلى شكله الأصلي، مما يُطبّق قوة ثابتة لتحريك الأسنان. لا تحتاج أسلاك سبيكة الذاكرة الشكلية هذه إلى إعادة شدّها بشكل متكرر مثل الأسلاك الأخرى، لأنها تنكمش مع حركة الأسنان، على عكس أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن استخدام النيتينول في علاج جذور الأسنان ، حيث تُستخدم مبارد النيتينول لتنظيف وتشكيل قنوات الجذور أثناء إجراء علاج قناة الجذر . بفضل مقاومة النيتينول العالية للإجهاد ومرونته، فإنه يُقلل بشكل كبير من احتمالية انكسار مبرد علاج جذور الأسنان داخل السن أثناء العلاج، مما يُحسّن سلامة المريض.
  • من التطبيقات المهمة الأخرى للنيتينول في الطب صناعة الدعامات : حيث يمكن إدخال دعامة منكمشة في شريان أو وريد، فتسخنها حرارة الجسم، ثم تعود إلى شكلها الأصلي المتمدد بعد إزالة الغلاف المحيط بها؛ فتساعد الدعامة حينها على دعم الشريان أو الوريد لتحسين تدفق الدم. كما يُستخدم النيتينول كبديل للخيوط الجراحية ، إذ يمكن نسج سلك النيتينول عبر هيكلين ثم تركه ليأخذ شكله المُشكّل مسبقًا، مما يُثبّت الهيكلين في مكانهما.
  • وبالمثل، يمكن استخدام الهياكل القابلة للطي والمكونة من خيوط النيتينول المضفرة والرقيقة للغاية في التدخلات العصبية الوعائية مثل إذابة الجلطات في السكتة الدماغية، والانصمام، وتوسيع الأوعية الدموية داخل الجمجمة. [ 52 ]
  • استخدام سلك النيتينول في وسائل منع الحمل لدى النساء، وتحديداً في اللوالب الرحمية ، نظراً لصغر حجمه ومرونته وفعاليته العالية. [ 53 ]

أنظمة التخميد في الهندسة الإنشائية

  • يُستخدم النيتينول فائق المرونة في تطبيقات متنوعة في المنشآت المدنية كالجسر والمباني. ومن هذه التطبيقات الخرسانة المسلحة الذكية (IRC)، التي تتضمن أسلاكًا من النيتينول مُدمجة داخل الخرسانة. تستطيع هذه الأسلاك استشعار الشقوق والانقباض لإصلاح الشقوق الكبيرة. [ 54 ]
  • ومن التطبيقات الأخرى الضبط النشط للتردد الطبيعي الهيكلي باستخدام أسلاك النيتينول لتخميد الاهتزازات.

تطبيقات ونماذج أولية أخرى

  • تم بناء نماذج تجريبية لمحركات حرارية تستخدم أسلاك النيتينول لإنتاج الطاقة الميكانيكية من مصادر حرارية ساخنة وباردة. [ 55 ] وقد سُمي محرك تجاري أولي طُوّر في سبعينيات القرن الماضي على يد المهندس ريدجواي بانكس في مختبر لورانس بيركلي الوطني ، باسم محرك بانكس. [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]
  • كما أن مادة النيتينول شائعة الاستخدام في صناعة إطارات النظارات شديدة المتانة. [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]
  • نجح مهندسو بوينغ في اختبار الطيران لشفرات تغيير الشكل التي تعمل بواسطة سبائك الذاكرة الشكلية على طائرة بوينغ 777-300ER Quiet Technology Demonstrator 2. [ 64 ]
  • سجلت شركة فورد موتور براءة اختراع أمريكية لما تسميه "جهاز تحويل سرعات الدراجة الهوائية للتحكم في سرعة الدراجة". وتُظهر براءة الاختراع، التي قُدمت في 22 أبريل 2019، جهاز تحويل سرعات أمامي للدراجة الهوائية، خالٍ من الكابلات، يستخدم بدلاً منها سلكين من النيتينول لتوفير الحركة اللازمة لتغيير السرعات. [ 65 ]
  • يُستخدم في بعض المنتجات المبتكرة، مثل الملاعق ذاتية الانحناء التي يمكن أن يستخدمها السحرة الهواة وسحرة المسرح لإظهار قوى "خارقة للطبيعة" أو كمزحة عملية ، حيث تنحني الملعقة عند استخدامها لتقليب الشاي أو القهوة أو أي سائل دافئ آخر.
  • نظراً لقدرة التخميد العالية لمادة النيتينول فائقة المرونة، فإنها تستخدم أيضاً كحشوة لمضارب الجولف . [ 66 ]
  • يمكن استخدام النيكل والتيتانيوم لصنع الأسلاك الداعمة لحمالات الصدر ذات الأسلاك الداعمة . [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ]
  • تُستخدم سبيكة النيكل والتيتانيوم في تطبيقات الفضاء الجوي مثل وصلات أنابيب الطائرات، [ 70 ] وهوائيات المركبات الفضائية ، [ 71 ] والمثبتات، ومكونات التوصيل، والوصلات الكهربائية، والمشغلات الكهروميكانيكية . [ 72 ]
  • في عام ١٩٩٨، سمحت شركة بينغ، المتخصصة في صناعة مضارب الغولف ، لقسم WRX التابع لها بإنتاج سلسلة Isoforce، التي تضمنت في الأصل حشوة وجه من النيتينول. ونظرًا لتكلفة هذه العملية الباهظة، بيعت بعض النماذج بأقل من سعر التكلفة قبل أن يتم إيقاف إنتاجها سريعًا واستبدالها بحشوات أرخص من الألومنيوم والنحاس. ولا تزال مضارب Anser F وSedona F وDarby F هي معدات الغولف الوحيدة التي صُنعت باستخدام النيتينول.

مراجع

  1. ↑ أولاندر، أ. (1932). "دراسة كهروكيميائية لسبائك الكادميوم والذهب الصلبة". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 54 (10): 3819-3833 . Bibcode : 1932JAChS..54.3819O . doi : 10.1021/ja01349a004 .
  2. ^ هورنبوغين، إي. واسرمان، ج. (1956). "Über den Einfluβ von Spannungen und das Auftreten von Umwandlungsplastizität bei β1-β-Umwandlung des Messings". Zeitschrift für Metallkunde . 47 : 427 – 433.
  3. 1 2 بوهلر، دبليو جيه؛ جيلفريش، جيه دبليو؛ وايلي، آر سي (1963). "تأثيرات تغيرات الطور عند درجات الحرارة المنخفضة على الخواص الميكانيكية لسبائك قريبة من التركيب TiNi". مجلة الفيزياء التطبيقية . 34 (5): 1475-1477 . Bibcode : 1963JAP....34.1475B . doi : 10.1063/1.1729603 .
  4. ↑ "السبيكة التي تتذكر" ، مجلة تايم ، 13 سبتمبر 1968، مؤرشفة من الأصل في 23 نوفمبر 2008
  5. ↑ كوفمان، جي بي؛ مايو، آي. (1997). "قصة النيتينول: الاكتشاف العرضي للمعدن ذي الذاكرة وتطبيقاته". المُعلِّم الكيميائي . 2 (2): 1-21 . doi : 10.1007/s00897970111a . S2CID 98306580 . 
  6. ↑ ويذرز، نيل. "نيتينول" . عالم الكيمياء . الجمعية الملكية للكيمياء . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يناير 2018 .
  7. ↑ أوتسوكا، ك.؛ رين، إكس. (2005). "علم المعادن الفيزيائي لسبائك الذاكرة الشكلية القائمة على التيتانيوم والنيكل". التقدم في علوم المواد . 50 (5): 511-678 . CiteSeerX 10.1.1.455.1300 . doi : 10.1016/j.pmatsci.2004.10.001 . 
  8. ↑ "حقائق عن النيتينول" . NDC . Nitinol.com. 2013. مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 أغسطس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2010 .
  9. ^ كلوبا، كريستوف؛ قه، وينوي. ميراندا، رودريجو ليما دي؛ ستروبل، جوليان. كينلي، لورينز؛ كواندت، إيكهارد. ووتيج ، مانفريد (29/05/2015). “أفلام سبائك الذاكرة ذات الشكل فائق التعب”. علوم . 348 (6238): 1004–1007 . بيب كود : 2015Sci...348.1004C . دوى : 10.1126/science.1261164 . ISSN 0036-8075 . بميد 26023135 . S2CID 2563331 .   
  10. ^ سبيني ، تاتيانا سوبوتكا. فالاريلي، فابريسيو بينيلي؛ كانسادو، رودريجو هيرمونت؛ فريتاس، كارينا ماريا سلفاتوري دي؛ فيلارينيو، دينيس جارديم؛ سبيني، تاتيانا سوبوتكا؛ فالاريلي، فابريسيو بينيلي؛ كانسادو، رودريجو هيرمونت؛ فريتاس، كارينا ماريا سلفاتوري دي (2014/04/01). "نطاق درجة الحرارة الانتقالية لأسلاك النيكل والتيتانيوم المنشطة حرارياً" . مجلة علوم الفم التطبيقية . 22 (2): 109-117 . دوى : 10.1590 / 1678-775720130133 . ردمك 1678-7757 . بمك 3956402 . بميد 24676581 .   
  11. ↑ فوناكوبو، هيروياسو (1984)، سبائك الذاكرة الشكلية ، جامعة طوكيو، ص 7، 176 .
  12. 1 2 "سلك نيتينول SM495" (ملف PDF) . 2013. مؤرشف من الأصل (الخصائص، ملف PDF) بتاريخ 14-07-2011.
  13. ↑ "تصنيع ومعالجة النيتينول حرارياً" . memry.com . 2011-01-26 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2017-03-28 .
  14. ↑ ر. ميلينغ، تورستين؛ يان أوديغارد (أغسطس 1998). "تأثير درجة الحرارة على الاستجابات المرنة للالتواء الطولي لأسلاك تقويم الأسنان المستطيلة المصنوعة من النيكل والتيتانيوم" . مجلة أنجل لتقويم الأسنان . 68 (4): 357-368 . PMID 9709837 . 
  15. ↑ "سلك نيتينول SE508" (ملف PDF) . 2013. مؤرشف من الأصل (الخصائص، ملف PDF) بتاريخ 14-07-2011.
  16. 1 2 أوربانو، ماركو؛ كودا، ألبرتو؛ بيرتا، ستيفانو؛ كاديلي، أندريا؛ سكيرزيني، فرانك (2013-09-01). "تأثير الشوائب على خصائص الإجهاد في النيتينول". الإجهاد والكسر في المواد والأجهزة الطبية المعدنية . الصفحات 18-34 . doi : 10.1520/STP155920120189 (غير نشط في 1 يوليو 2025). ISBN  978-0-8031-7545-7.{{cite book}}: صيانة CS1: رقم التعريف الرقمي غير نشط اعتبارًا من يوليو 2025 ( رابط )
  17. روبرتسون ، سكوت دبليو؛ لوني، ماكسيميليان؛ شيلي، أورين؛ أونغ، إيش؛ فيين، لوت؛ سينثيلناثان، كارتيك؛ سافاري، بايمان؛ شليغل، سكوت؛ بيلتون، آلان آر. (2015-11-01). "نهج إحصائي لفهم دور الشوائب في مقاومة التعب لأسلاك وأنابيب النيتينول فائقة المرونة". مجلة السلوك الميكانيكي للمواد الطبية الحيوية . 51 : 119-131 . doi : 10.1016/j.jmbbm.2015.07.003 . ISSN 1878-0180 . PMID 26241890 .  
  18. 1 2 3 فاشو، سيمباراشي؛ لوتوتسكي، ميخايلو؛ ديفيدز، موغامات وفيق؛ بيكرينغ، ليديا؛ لينكوڤ، فلاديمير؛ تاي، صن؛ رينهينغ، تانغ؛ فانغمينغ، شياو؛ فورسيكوف، بافيل ڤ.؛ تاراسوف، بوريس پ. (2020-01-15). "مراجعة حول البواتق المستخدمة في صهر سبائك التيتانيوم بالحث" . المواد والتصميم . 186 108295. Bibcode : 2020MatDe.18608295F . doi : 10.1016/j.matdes.2019.108295 . ISSN 0264-1275 . 
  19. 1 2 سوريشكومار، م.؛ مادان موهان، س. (2021). "مراجعة حول تصنيع وتطوير سبائك ذاكرة الشكل من النيكل والتيتانيوم" . في كوماريسان، ج.؛ شانموغام، ن. سيفا؛ ديناكاران، ف. (محررون). التقدم في أبحاث المواد . وقائع سبرينغر في المواد. المجلد 5. سنغافورة: سبرينغر نيتشر. الصفحات 859-865 . doi : 10.1007/978-981-15-8319-3_86 . ISBN   978-981-15-8319-3.
  20. 1 2 نوفاك، ب. مورافيك، ه.؛ سالفيتر، P.؛ بروشا، ف.؛ دراهوكوبيل، J .؛ كوبيتشيك، J.؛ كارليك، م. كوباتيك، TF (2015/12/01). "تحضير الننتول بتقنيات تعدين المساحيق غير التقليدية". علوم المواد والتكنولوجيا . 31 (15): 1886–1893 . بيب كود : 2015MatST..31.1886N . دوى : 10.1179/1743284715Y.0000000041 . اتش دي ال : 11104/0257247 . ISSN 0267-0836 . 
  21. 1 2 بيلتون، أ.؛ راسل، س.؛ دي سيلو، ج. (2003). "المعالجة الفيزيائية للنيتينول للتطبيقات الطبية". مجلة JOM . 55 (5): 33-37 . Bibcode : 2003JOM....55e..33P . doi : 10.1007/s11837-003-0243-3 . S2CID 135621269 . 
  22. ↑ وو، مينغ هـ. (2002). "تصنيع مواد ومكونات النيتينول" . منتدى علوم المواد . 394-395 : 285-292 . doi : 10.4028/www.scientific.net/MSF.394-395.285 . ISSN 1662-9752 . 
  23. جلالي ، مجتبى؛ محمدي، كايفان؛ موحدي، محمد ر.؛ كريمي، فرزاد؛ صدر نجاد، سيد خطيب الإسلام؛ تشيرنيشيكين، ستانيسلاف ف.؛ شيشكوفسكي، إيغور ف. (2023-09-01). " التصنيع الإضافي بتقنية الطباعة الانتقائية بالليزر لغرسات النيكل والتيتانيوم المسامية: مراجعة للنماذج التكوينية، ومحاكاة العناصر المحدودة، والتصنيع، والمعالجة الحرارية، والدراسات الميكانيكية والطبية الحيوية" . المعادن والمواد الدولية . 29 (9): 2458-2491 . Bibcode : 2023MMI....29.2458J . doi : 10.1007/s12540-023-01401-1 . ISSN 2005-4149 . 
  24. 1 2 3 4 5 6 ناجاراجا، سرينيدي؛ براون، رونالد؛ سايلور، ديفيد؛ أنديز، أندرياس (2022-06-01). "تكوين طبقة الأكسيد، والتآكل، والتوافق الحيوي لأجهزة القلب والأوعية الدموية المصنوعة من النيتينول". ذاكرة الشكل والمرونة الفائقة . 8 (2): 45-63 . Bibcode : 2022ShMeS...8...45N . doi : 10.1007/s40830-022-00365-2 . ISSN 2199-3858 . 
  25. ↑ مورغان، ن.؛ ويك، أ.؛ دي سيلو، ج.؛ غراهام، ر. (2006). "مستويات الكربون والأكسجين في سبائك النيتينول وتأثيرها على تصنيع الأجهزة الطبية ومتانتها" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر SMST-2006 الدولي حول تقنيات الذاكرة الشكلية والمرونة الفائقة . الجمعية الأمريكية للمعادن الدولية. الصفحات 821-828 . doi : 10.1361/cp2006smst821 (غير نشط في 1 يوليو 2025). ISBN  978-0-87170-862-5LCCN 2009499204. مؤرشف من الأصل (PDF) بتاريخ 14 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أغسطس 2010 . {{cite book}}: صيانة CS1: رقم التعريف الرقمي غير نشط اعتبارًا من يوليو 2025 ( رابط )
  26. ↑ ميازاكي، س.؛ سوغايا، ي.؛ أوتسوكا، ك. (1989). "آلية بدء تشقق الإجهاد في سبائك التيتانيوم والنيكل". مواد ذاكرة الشكل: 31 مايو - 3 يونيو 1988، مدينة صن شاين، إيكيبوكورو، طوكيو، اليابان . وقائع الاجتماع الدولي لجمعية أبحاث المواد حول المواد المتقدمة. المجلد 9. جمعية أبحاث المواد. الصفحات 257-262 . ISBN   978-1-55899-038-8. إل سي سي إن 90174266 . 
  27. ↑ "تأثير النظافة الدقيقة على أداء النيتينول في مقاومة الإجهاد - وقائع المؤتمر - الجمعية الأمريكية لعلم المعادن الدولية" . www.asminternational.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 6 أبريل 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أبريل 2017 .
  28. ↑ فوماغالي، ل.؛ بوتيرا، ف.؛ كودا، أ. (2009). "ورقة بحثية (PDF): أسلاك سمارت فليكس ني تيتانيوم للمحركات ذات الذاكرة الشكلية" . مجلة هندسة المواد والأداء . 18 ( 5-6 ): 691-695 . doi : 10.1007/s11665-009-9407-9 . S2CID 137357771. تاريخ الاسترجاع : 5 أبريل 2017 . 
  29. ↑ رحيم، م.؛ فرينزل، ج.؛ فروتشر، م.؛ بفيتزينغ-ميكليش، ج.؛ ستيغمولر، ر.؛ وولشلوغل، م.؛ مغربي، ح.؛ إيغلر، ج. (2013-06-01). "مستويات الشوائب وعمر الإجهاد لسبائك ذاكرة الشكل NiTi شبه المرنة". Acta Materialia . 61 (10): 3667–3686 . Bibcode : 2013AcMat..61.3667R . doi : 10.1016/j.actamat.2013.02.054 .
  30. ↑ براءة اختراع أمريكية رقم 6875949 ، هول، بي سي، "طريقة لحام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم بالمعادن الحديدية" 
  31. ↑ هانلين، رايان؛ فوكس، جوردون (29 أكتوبر 2012). "لحام الانصهار لأنابيب النيكل والتيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ 304: الجزء الأول: اللحام بالليزر" . مجلة أنظمة ومواد الهياكل الذكية . 24 (8).
  32. ↑ فوكس، جوردون؛ هانلين، رايان (29 أكتوبر 2012). "لحام الانصهار لأنابيب النيكل والتيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ 304: الجزء الثاني: لحام التنجستن بالغاز الخامل" . مجلة أنظمة ومواد الهياكل الذكية . 24 (8).
  33. ↑ تاديسي واي، ثاير إن، بريا إس (2010). "تعديل زمن استجابة أسلاك سبائك الذاكرة الشكلية من خلال التبريد النشط والإجهاد المسبق". مجلة أنظمة ومواد التركيب الذكية . 21 (1): 19-40 . doi : 10.1177/1045389x09352814 . S2CID 31183365 . 
  34. ↑ ويلمان، بي إس، باين، دبليو جيه، فافالورا، جي، هاو، آر دي (1997). "التصميم الميكانيكي والتحكم في شاشة لمسية عالية النطاق الترددي مصنوعة من سبيكة ذاكرة الشكل". الندوة الدولية حول الروبوتات التجريبية .
  35. ↑ رومانو ر، تانوري إي إيه (2009). "نمذجة، تحكم، وتحقق تجريبي من مشغل جديد قائم على سبائك ذاكرة الشكل". ميكاترونيكس . 19 (7): 1169-1177 . doi : 10.1016/j.mechatronics.2009.03.007 . S2CID 109783521 . 
  36. ↑ راسل آر إيه، جوربيت آر بي (1995). "تحسين استجابة مشغلات سبائك الذاكرة الشكلية". الروبوتات والأتمتة . 3 : 2299-304 .
  37. ↑ تشي سيونغ إل، يوكوي إتش، أراي تي (2005). "تحسين تبديد الحرارة في البيئة المحيطة لسبائك الذاكرة الشكلية (SMA)". الروبوتات والأنظمة الذكية : 3560-3565 .
  38. ↑ آن إل، هوانغ دبليو إم، فو واي كيو، غو إن كيو (2008). "ملاحظة حول تأثير الحجم في تشغيل سبائك ذاكرة الشكل NiTi بواسطة التيار الكهربائي". المواد والتصميم . 29 (7): 1432-1437 . doi : 10.1016/j.matdes.2007.09.001 .
  39. ↑ "بيانات سمارت فليكس" (ملف PDF). مجموعة SAES. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 2017-04-06.
  40. ↑ وينزيك ب؛ شميتز س؛ رومبف هـ؛ ستيرزل ت؛ رالف هاسدورف؛ ثينهاوس س (2004). "التطورات الحديثة في تكنولوجيا الأغشية الرقيقة ذات الذاكرة الشكلية". علم وهندسة المواد: أ . 378 ( 1-2 ): 40-46 . Bibcode : 2004MSEnA.378...40W . doi : 10.1016/j.msea.2003.09.105 .
  41. ↑ فولاش، شاهف، ود. شيلو. "الاستجابة الميكانيكية لسبائك الذاكرة الشكلية تحت تأثير نبضة تسخين سريعة." الميكانيكا التجريبية 50.6 (2010): 803-811.
  42. ↑ خان، إم آي؛ تشو، واي إن (2011)، طرق وأنظمة لمعالجة المواد، بما في ذلك مواد الذاكرة الشكلية ، براءة اختراع WO رقم WO/2011/014,962
  43. ↑ دالي، م.؛ بيكوينيات، أ.؛ تشو، ي.؛ خان، م.إ. (2012)، "تحسين الوظائف الحرارية والميكانيكية لسبائك ذاكرة الشكل الهجينة NiTi–NiTiCu المصنعة بالليزر"، المواد الذكية والهياكل ، 21 (4) 045018، Bibcode : 2012SMaS...21d5018D ، doi : 10.1088/0964-1726/21/4/045018 ، S2CID 55660651 
  44. ↑ دالي، م.؛ بيكوينيات، أ.؛ تشو، ي.ن.؛ خان، م.إ. (2012)، "تصنيع ملقط دقيق جديد من النيكل والتيتانيوم ذي ذاكرة شكلية مُعالَج بالليزر مع وظائف حرارية ميكانيكية مُحسَّنة"، مجلة أنظمة ومواد ذكية ، 24 (8): 984-990 ، doi : 10.1177/1045389X12444492 ، S2CID 55054532 
  45. ↑ بيكوينيات، أ.؛ دالي، م.؛ وانغ، ج.؛ تشو، ي.؛ خان، م.إ. (2012)، "التشغيل الديناميكي لمشغل خطي جديد من النيكل والتيتانيوم مُصنّع بالليزر"، المواد الذكية والهياكل ، 21 (9) 094004، رمز Bibcode : 2012SMaS...21i4004P ، doi : 10.1088/0964-1726/21/9/094004 ، S2CID 54204995 
  46. ↑ تاو تي، ليانغ واي سي، تايا إم (2006). "نظام تحريك مستوحى من الطبيعة للسباحة باستخدام مركبات سبائك الذاكرة الشكلية". المجلة الدولية للحوسبة الآلية . 3 صفحة = 366-373.
  47. ↑ ميلر، آر كيه؛ ووكر، تي. (1989). دراسة استقصائية حول سبائك الذاكرة الشكلية . تقارير المسح. المجلد 89. مسوحات التكنولوجيا المستقبلية. ص 17. ISBN   978-1-55865-100-5. OCLC 38076438 . 
  48. ↑ حلول المشغلات (18-12-2015)، آلية SMA AF / OIS ، مؤرشفة من الأصل بتاريخ 13-12-2021 ، تم الاطلاع عليها بتاريخ 05-04-2017
  49. ↑ بيل هاماك (مهندس) (25 أكتوبر 2018). نيتينول: تأثير الذاكرة الشكلية والمرونة الفائقة . يوتيوب. يبدأ الحدث عند الدقيقة 9:18.
  50. ↑ "حلول نيتي الجراحية" . www.nitisurgical.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2007-12-08.
  51. ↑ أليخاندرا مارتينز (2014-10-02). "اختراعات الطبيب البوليفي الذي أنقذ آلاف الأطفال" . بي بي سي موندو . تاريخ الاسترجاع: 2015-03-30 .
  52. ↑ سميث، كيث. "ضفائر دقيقة من النيتينول للتدخلات العصبية الوعائية" . يو إس بايو ديزاين. مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 فبراير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 فبراير 2017 .
  53. ↑ تروك، ديفيد ك.؛ نيلسون، أنيتا ل.؛ دارت، كلينت؛ شرايبر، كورتني أ.؛ بيترز، كيفن؛ شريفيلز، ماري جو؛ كاتز، بوب (أبريل 2020). "فعالية وسلامة وتحمل جهاز جديد منخفض الجرعة داخل الرحم مصنوع من النحاس والنيتينول" . طب التوليد وأمراض النساء . 135 (4): 840-847 . doi : 10.1097/AOG.0000000000003756 . ISSN 0029-7844 . PMC 7098438. PMID 32168217 .   
  54. ↑ هندسة سبائك الذاكرة الشكلية (ملف PDF) . 2014. الصفحات 369-401 . ISBN  978-1-322-15845-7.
  55. ↑ "مجموعة محرك حراري من النيتينول" . صور للأجهزة العلمية. 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يوليو 2011 .
  56. ^ بانكس، ر. (1975). “محرك البنوك”. يموت Naturwissenschaften . 62 (7): 305– 308. بيب كود : 1975NW .....62..305B . دوى : 10.1007/BF00608890 . S2CID 28849141 . 
  57. ↑ "الفردي" – عبر موقع vimeo.com.
  58. ↑ "محرك نيتينول بسلك واحد" .
  59. ↑ شركة بونير (1 يناير 1988). "العلوم الشعبية" . شركة بونير - عبر كتب جوجل.
  60. ↑ " المحرك لا يستهلك وقودًا " ، صحيفة " ميلووكي جورنال " ، 5 ديسمبر 1973 [ تمت إزالة الرابط ]
  61. ↑ هيرو خان ​​(2013-11-01)، نظارات نيتينول ، مؤرشفة من الأصل بتاريخ 2021-12-13 ، تم الاطلاع عليها بتاريخ 2017-04-05
  62. ↑ جاكوبس، جيمس؛ كيلدوف، توماس (1996). تكنولوجيا المواد الهندسية: التركيب، والمعالجة، والخواص، والاختيار . برنتيس هول. ص 305. ISBN  0-85292-926-9.
  63. ↑ ترينتو، تشين (27 ديسمبر 2023). "نظرة عامة على النيتينول" . مواد ستانفورد المتقدمة . تم الاسترجاع في 23 أغسطس 2024 .
  64. ↑ "بوينغ فرونتيرز أونلاين" . www.boeing.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أبريل 2017 .
  65. ↑ "هل فورد على وشك إعادة ابتكار مُبدِّل السرعات في الدراجة؟" . 6 أكتوبر 2021.
  66. ↑ "مضارب غولف الذاكرة" . spinoff.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2017-04-05 .
  67. ↑ برادي، جي إس؛ كلاوزر، إتش آر؛ فاكاري، جيه إيه (2002). دليل المواد ( الطبعة الخامسة عشرة). ماكجرو هيل بروفيشنال . ص 633. ISBN   978-0-07-136076-0تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2009 .
  68. ^ سانغ ، د. إليس، ب. ريان، ل.؛ تايلور، J.؛ ماكموناجل، د.؛ بيترام، L.؛ جودينج، ص. (2005). علمية . نيلسون ثورنز. ص. 80. ردمك  978-0-7487-7996-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2009 .
  69. ↑ جونز، ج.؛ فالفو، م. ر.؛ تايلور، أ. ر.؛ برودويل، ب. ب. (2007). "المواد النانوية: سلك الذاكرة" . علوم النانو . مطبعة الجمعية الوطنية لمعلمي العلوم. ص 109. ISBN  978-1-933531-05-2تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2009 .
  70. ↑ بروك، جي بي (1983). "تطبيقات سبائك ذاكرة الشكل من التيتانيوم والنيكل". المواد والتصميم . 4 (4): 835-840 . doi : 10.1016/0261-3069(83)90185-1 .
  71. ↑ تشانغ، شيويه شي؛ تشيان، مينغ فانغ (2021). "الفصل 7 - تطبيقات سبائك الذاكرة الشكلية المغناطيسية". سبائك الذاكرة الشكلية المغناطيسية . سبرينغر سنغافورة. ص 256. ISBN  978-981-16-6335-2.
  72. ↑ "نيتينول - سبيكة ذاكرة شكل مذهلة" . المعادن الحرارية المتقدمة . 18 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2024 .

للمزيد من القراءة

عملية تصنيع أجزاء وأشكال من النيتينول من النوع 60 ذي خاصية الذاكرة الشكلية، تتضمن: اختيار النيتينول من النوع 60. المخترع: جي. جوليان، الرئيس التنفيذي لشركة نيتينول تكنولوجيز (ولاية واشنطن).