Menu
تُعرف سبيكة النيتينول أيضاً باسم سبيكة ذاكرة الشكل (SMA). وتبرز شركة MetalsTek Engineering كقوة رائدة في مجال سبائك NiTiNol، حيث تعرض خبرة وابتكار لا مثيل لهما في إنتاج سبائك النيكل والنيتانيوم والنيتانيوم البحرية (NiTiNol). تشمل منتجاتنا من سبائك NiTiNol الأسلاك، والقضبان، والصفائح، والألواح، والنوابض أحادية الاتجاه وثنائية الاتجاه، وغيرها من الأجزاء المُشَكَّلة آليًا.
المواد: NiTi، NiTiCu، NiTiCu، NiTiFe، NiTiCr، NiTiNb، إلخ.
الحجم: القطر ≥0.05 مم
الشكل: مستقيم، بكرة، لفائف؛ سلك دائري أو سلك مسطح
المواصفة القياسية: ASTM F2063
درجة الحرارة النهائية للأوستنيت (أف): عادةً 60 ℃، -15 ℃ ~ 100 ℃ متوفرة
التطبيقات: استخدامات الأسنان، والأسلاك التوجيهية، وإطارات الزجاج، والمجوهرات، والألعاب، إلخ.
المواد: NiTi، NiTiCu، NiTiCu، NiTiFe، NiTiCr، NiTiNb، إلخ.
الحجم: القطر ≥1.27 مم
الشكل: مستقيم، بكرة مستقيمة
أخرى: ملدنة بالكامل أو تشطيب كامل
درجة الحرارة النهائية للأوستنيت(أف): عادةً 60 ℃، -15 ℃ ~ 100 ℃ متوفرة
يمكن أن تتشوه أنابيب سبائك النيتينول ذات ذاكرة الشكل، الملدنة بشكل مستقيم، عند المارتينسيت وتعود إلى الاستقامة عند تسخينها إلى درجات حرارة أف، مما يوفر القوة والحركة.
يمكن أن تتشوه أنابيب سبائك النيتينول ذات ذاكرة الشكل (SMA)، الملدنة بشكل مستقيم، عند المارتينسيت، وتعود إلى الاستقامة عند تسخينها إلى درجات حرارة أف، مما يوفر القوة والحركة.
صُممت أنابيب ذاكرة النيتينول ذات الشكل النيتنول مع درجات حرارة تنشيط تتراوح بين 40 و60 درجة مئوية (104 – 140 درجة فهرنهايت) لضخ سائل التبريد من خلال قلبها، لتعمل كوسيط فعال لنقل الحرارة. في درجة حرارة الغرفة، تكون أنابيب سبائك الذاكرة هذه مرنة بشكل استثنائي وتستجيب بفعالية للحرارة المنخفضة نسبيًا.
تقدم شركة MetalsTek تسليمًا سريعًا لأنابيب النيتينول بتشطيبات وأحجام مختلفة، بدءًا من الأنابيب الصغيرة ذات الحجم الصغير (التي يبحث عنها مصممو المنتجات التداخلية المتقدمة) إلى الأنابيب الدقيقة الأكبر المستخدمة في الدعامات الطرفية والقلبية.
نقوم بتصنيع هذه الأنابيب عن طريق سحبها من قضبان النيتينول التي نقوم بصهرها داخليًا. ويضمن التعاون المستمر بين فرقنا الهندسية كفاءة التخطيط والتواصل. تمكّننا معداتنا المتطورة من تحقيق تفاوتات دقيقة.
يبلغ الحد الأقصى لطول هذه الأنابيب 500 مم (19.5 بوصة). نوصي بشراء الطول الكامل البالغ 500 مم لتجنب العيوب التي قد تحدث مع المقاطع القصيرة المقطوعة يدوياً. يتم قطع هذه الأنابيب بدقة بالليزر لضمان الدقة. وبسبب جدرانها الرقيقة للغاية، فهي عرضة للانحناء أو الانحناء، مما قد يؤدي إلى تلف دائم. يبلغ أصغر نصف قطر انحناء يمكن تحقيقه دون التواء الجدار في درجة حرارة الغرفة حوالي 2 بوصة.
يرجى ملاحظة أن درجات الحرارة الانتقالية تقريبية وقد تختلف بمقدار ±10 درجات مئوية. عادةً ما تكون درجة حرارة السبيكة 60 درجة مئوية أقرب إلى 55 درجة مئوية وتكون أكثر مرونة قليلاً في درجة حرارة الغرفة. يبدأ الأنبوب 40 درجة مئوية في التصلب عند حوالي 35 درجة مئوية.
الخامة: سبائك التيتانيوم والنيكل
الموديل: زنبرك لفائف الأسلاك المستديرة، زنبرك لفائف الأسلاك المسطحة
النوع: ذاكرة ذات شكل أحادي الاتجاه، ذاكرة ذات شكل ثنائي الاتجاه
درجة الحرارة النهائية للأوستنيت: اتجاه واحد 0 ℃ ~ 100 ℃؛ اتجاهين 15 ℃ ~ 60 ℃
أخرى: مخصص حسب البيانات/الرسم
1-يجب سحب النوابض “تنقبض عند السخونة” يدوياً عند البرودة.
نوابض “تنقبض عند السخونة” ثنائية الاتجاه “تنقبض عند السخونة” وتتمدد عند التبريد دون الحاجة إلى أي آلية سحب.
تتميز النوابض ذات الاتجاه الواحد والنوابض ذات الاتجاهين بقوى وخصائص سحب مختلفة. ونحن نوصي باختبار كلا النوعين لتحديد أيهما يلبي احتياجات الاستخدام الخاصة بك على أفضل وجه.
المواد: NiTi، NiTiCu، NiTiCu، NiTiFe، NiTiCr، NiTiNb، إلخ.
النوع: فائقة المرونة (SME، بدون ذاكرة) وذاكرة الشكل (SMA)
الحجم: السماكة ≥0.05 مم، سطح الدرفلة على البارد
الشكل: مستقيم، بكرة، لفائف، لفائف
المواصفة القياسية: ASTM F2063
درجة الحرارة النهائية للأوستنيت(Af): عادةً 60 ℃، -15 ℃ ~ 100 ℃ متوفرة
التطبيقات: استخدامات الأسنان، والأسلاك التوجيهية، وإطارات الزجاج، والمجوهرات، والألعاب، إلخ.
التركيبة: نيكل، تيتانيوم
النقاوة: 99.9% كحد أدنى
الخصائص: رمادي، 4.0 جم/سم مكعب كحد أدنى. كثافة الصنبور، معدل التدفق الساخن ≤30.0 ثانية/50 جم
حجم الجسيمات: 5-25 ميكرومتر، 15-45 ميكرومتر، 15-53 ميكرومتر، 45-75 ميكرومتر، 45-105 ميكرومتر، 5-150 ميكرومتر
| Ni | Ti | Al | Cu | Mo | Si | Fe | Mg |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 40~50 | 50~60 | <0.1 | <0.03 | <0.01 | <0.01 | <0.05 | <0.02 |
Aاستخدامات مسحوق NiTiNol المسحوق
التطبيقات الطبية الحيوية: ينتشر استخدام مسحوق سبيكة NiTi على نطاق واسع في قطاع الطب الحيوي، لا سيما في إنتاج الأجهزة الطبية والزرعات. وبالاستفادة من خصائص ذاكرة الشكل، يمكن تشكيل السبيكة وتفعيلها ونشرها داخل الجسم. تشمل التطبيقات البارزة الدعامات، وزراعات العظام، وأقواس الأسنان، وزراعات القلب والأوعية الدموية، والأدوات الجراحية.
صناعات الطيران والسيارات: يلعب مسحوق سبائك NiTi دورًا حيويًا في قطاعي الطيران والسيارات، حيث يساهم في تصنيع المكونات التي تتطلب قوة عالية وخصائص خفيفة الوزن وذاكرة استثنائية للشكل. وتشمل الأمثلة على ذلك المشغلات والموصلات ومكونات المحرك ومخمدات الاهتزاز.
الروبوتات والمشغلات: في مجال الروبوتات والأتمتة، يُعد مسحوق سبائك NiTi مادة رئيسية لإنتاج المشغلات وسبائك ذاكرة الشكل. يتيح تأثير ذاكرة الشكل المتأصل فيها حركات دقيقة ومضبوطة، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات مثل القابضات الروبوتية والصمامات والمشغلات الدقيقة.
الإلكترونيات والتكنولوجيا الدقيقة: يُستخدم مسحوق سبائك NiTi في التكنولوجيا الدقيقة والإلكترونيات، لا سيما في إنشاء الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS)، وأجهزة الاستشعار الدقيقة، والمشغلات الدقيقة، وغيرها من الأجهزة المصغرة التي تتطلب تحكمًا دقيقًا وخصائص ذاكرة الشكل.
المواد الذكية: تم دمج مسحوق سبائك NiTi في مواد ذكية، حيث تُظهر استجابات فريدة للمؤثرات الخارجية مثل درجة الحرارة أو الإجهاد أو المجالات المغناطيسية. تُستخدم هذه المواد في مختلف المجالات، بما في ذلك الفضاء والإلكترونيات والروبوتات والهندسة الطبية الحيوية.
البحث والتطوير: في مساعي البحث والتطوير، يثبت مسحوق سبائك NiTi أنه لا يقدر بثمن لدراسة خصائص وسلوك سبائك ذاكرة الشكل. ويسمح استخدامه بإنشاء نماذج أولية ويسهل استكشاف التطبيقات والتقنيات الجديدة.
الخامة: التركيب يمكن تخصيصها حسب الطلب
الشكل والحجم: وفقًا للبيانات/الرسم
المنتجات النموذجية: المشابك، وحلقات سبائك الذاكرة ثنائية الشكل القابلة للثني، والأساور فائقة المرونة، وكابلات سماعات الرأس، والمزيد
النيتينول، الذي يُعرف أيضاً بالنيكل والتيتانيوم، هو نوع من سبائك ذاكرة الشكل (SMA) المكونة من النيكل والتيتانيوم. وتتميز بخصائص فريدة تجعلها مفيدة في مجموعة متنوعة من التطبيقات. تسمح المرونة الفائقة، أو المرونة الزائفة، للنتينول بالعودة إلى شكله الأصلي بعد تشويهه. هذه الخاصية تجعله مثاليًا لمجموعة من الاستخدامات، بما في ذلك الأجهزة الطبية مثل الدعامات وصمامات القلب وإطارات النظارات والروبوتات والمشغلات والعديد من المجالات الهندسية والتكنولوجية الأخرى التي تكون فيها ذاكرة الشكل والمرونة الفائقة مفيدة. يمكّن تأثير ذاكرة الشكل للنتينول من “تذكّر” شكله وتغييره حسب درجة الحرارة. تنشأ خواص الننتينول من التحولات القابلة للانعكاس بين مرحلتي الأوستينيت والمارتينسيت، والتي قد تكون ناجمة عن درجة الحرارة (ذاكرة الشكل) أو ناجمة عن الإجهاد (المرونة الزائفة). تتكوّن السبيكة من أجزاء متساوية تقريباً من النيكل والتيتانيوم، حيث يشكّل التيتانيوم حوالي 43% إلى 46%. جعلت خصائص النيتينول الفريدة واستخداماته من مادة أساسية في الروبوتات والأجهزة الطبية.
يمكن أن يكون للتغييرات الطفيفة في تركيبة النيتينول، وهو سبيكة من النيكل والتيتانيوم، تأثير كبير على خصائصه. يمكن تصنيف النيتينول إلى فئتين أساسيتين: سبيكة فائقة المرونة (SME) وسبائك ذاكرة الشكل (SMA).
يُظهر الننتينول فائق المرونة (SME) سلالات استثنائية قابلة للاسترداد ومقاومة للالتواء بسبب التحول المارتنسيتي الناجم عن الإجهاد. يسمح ذلك للمادة بإظهار خصائص فائقة المرونة الممتازة في درجة حرارة الجسم.
يتم تقييم سبيكة ذاكرة الشكل (SMA) النيتينول لقدرته على استعادة شكله المحدد مسبقًا عند تسخينه فوق درجة حرارة التحول. ويرجع تأثير ذاكرة الشكل هذا إلى حدوث تحول طوري في البنية البلورية عند تسخين السبيكة أو تبريدها، مما يمكنها من العودة إلى شكلها السابق بقوة كبيرة.
تشمل المنتجات الرئيسية لسبائك NiTiNol (سبائك NiTiNol) الأسلاك والقضبان، وأنابيب الأنابيب، والصفائح والألواح والرقائق، والينابيع، وإطار النظارات/إطار النظارات، والمسحوق، والأجزاء الأخرى المُشَكَّلة آليًا.
| Grade | Cold Worked | Superelastic | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ingot As (℃) | Min. Uts (psi) | Elongation (%) | Min. Uts (psi) | Elongation (%) | Loading Plateau (ksi) | Unloading Plateau (ksi) | Active Af (℃) | |
| Nitinol #1 | -35 to -10 | 220,000 | >4 | 180,000 | >10 | >70,000 | >20,000 | +10 to +18 |
| Nitinol #2 | -45 to -15 | 250,000 | >4 | 210,000 | >10 | >80,000 | >35,000 | 0 to +18 |
| Nitinol #4 | -10 to +10 | 220,000 | >4 | 180,000 | >10 | >65,000 | >7,000 | +14 to +22 |
| Nitinol #9 | ≥ +35 | 220,000 | >4 | 160,000 | >10 | >75,000 | >25,000 | ≤0 |
| Grade | Cold Worked | Superelastic | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ingot As (℃) | Min. Uts (psi) | Elongation (%) | Min. Uts (psi) | Elongation (%) | Active Af (℃) | |
| Nitinol #5 | ≥ +85 | 220,000 | >3 | 160,000 | >10 | ≥ +85 |
| Nitinol #6 | +35 to +85 | 220,000 | >3 | 160,000 | >10 | +40 to +80 |
| Nitinol #8 | +10 to +35 | 220,000 | >3 | 160,000 | >10 | +22 to +40 |
تشطيبات السطح
أكسيد خفيف (LO) ذهبي إلى بني اللون – سطح مسحوب بالماس
أكسيد داكن (DK) أزرق إلى أسود اللون – سطح مرسوم بالماس
أوكسيد أسود (BLK) أسود لامع اللون – سطح مرسوم بالماس
الحفر (E) الإزالة الكيميائية لطبقة الأكسيد – الحفاظ على سطح أملس
مخلل (P) إزالة كيميائية لطبقة الأكسيد مع كمية طفيفة من المعدن الأساسي – سيكون السطح خشن الملمس. محفور ومصقول ميكانيكياً (EMP) إزالة كيميائية لطبقة الأكسيد متبوعة بتلميع ميكانيكي – سيكون للسطح مظهر الفولاذ المقاوم للصدأ، على الرغم من وجود خدوش دقيقة عند التكبير > 40x.
يجد النيتينول، وهو سبيكة من النيكل والتيتانيوم، تطبيقات متنوعة في مختلف المجالات. وتشمل بعض التطبيقات الهامة للنتينول ما يلي:
وقد أدى تعدد استخدامات النيتينول، الناجم عن مرونته الفائقة وتأثيره على ذاكرة الشكل، إلى اعتماده في مختلف التطبيقات الصناعية والاستهلاكية.
يتم وسم سبائك NiTiNol الخاصة بنا بوسمها بوضوح ووضع علامات خارجية عليها لضمان كفاءة تحديد الهوية ومراقبة الجودة. يتم توخي الحذر الشديد لتجنب أي تلف قد يحدث أثناء التخزين أو النقل.
تخيل معدنًا يمكنه أن يتذكر شكله الأصلي، ويعود إليه حتى بعد ثنيه أو لفه أو تمديده. هذا ليس مشهدًا من فيلم خيال علمي بل هو حقيقة سبيكة NiTinol، وهي مزيج رائع من النيكل (حوالي 55%) والتيتانيوم (حوالي 45%) الذي يوفر هذه القدرة السحرية تقريبًا. تشتهر سبائك NiTinol بتأثيرها الفريد من نوعه في ذاكرة الشكل والمرونة الفائقة، وهي لا تثير الفضول فحسب، بل تُحدث ثورة في التطبيقات التي تتراوح بين الأجهزة الطبية والمنتجات اليومية.
يتميز النيتينول، وهو سبيكة معدنية فريدة من نوعها، بخصائص رائعة تجعله متعدد الاستخدامات وذا قيمة عالية، خاصة في التطبيقات الطبية. تتمثل إحدى الخصائص الرئيسية للنتينول في تأثير ذاكرة الشكل والمرونة الفائقة. يسمح تأثير ذاكرة الشكل للنتينول بالتشوه عند درجة حرارة واحدة، والاحتفاظ بشكله المشوه عند إزالة القوة، ثم استعادة شكله الأصلي عند تسخينه فوق درجة حرارة التحول. ويمكن ضبط درجة حرارة التحويل هذه بدقة من خلال ضبط تركيبة النيكل والتيتانيوم، وعادةً ما تتراوح بين -100 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. تمكّنه المرونة الفائقة للنيتينول من الخضوع لتشوهات كبيرة تصل إلى 8% من الإجهاد ثم يعود إلى شكله الأصلي دون تشوه دائم.
وبالإضافة إلى قدراته الفريدة في تغيير الشكل، يتمتع النيتينول أيضًا بمقاومة ممتازة للتآكل، حيث يبلغ معدل التآكل أقل من 0.1 ميكرومتر/سنة في المحاليل الملحية. وهو متوافق حيوياً بدرجة عالية، مع عدم وجود تفاعلات سامة أو حساسية معروفة في جسم الإنسان. وتعزز نسبة القوة إلى الوزن العالية للنيتينول، مع قوة شد تبلغ 895 ميجا باسكال وكثافة 6.45 جم/سم مكعب، من تعدد استخداماته.
إن الجمع بين هذه الخصائص يجعل النيتينول مناسبًا تمامًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات الطبية، بما في ذلك الدعامات لفتح الشرايين المسدودة، والأسلاك الإرشادية للتنقل عبر الأوعية الدموية، وأسلاك تقويم الأسنان وزراعة الأسنان، والأدوات والأجهزة الجراحية. كان إتقان تعدين النيتينول ومعالجته المعقدة أمرًا صعبًا في البداية، لكن التقدم في الصهر والتصنيع والمعالجة الحرارية مكّن من الاستخدام التجاري على نطاق واسع، خاصة في المجال الطبي.
يُعد النيتينول مادة شائعة الاستخدام في صناعة الأجهزة الطبية نظرًا لخصائصه الفريدة، بما في ذلك المرونة الفائقة، وذاكرة الشكل، والتوافق الحيوي. تتضمن بعض التطبيقات الرئيسية للنتينول في الأجهزة الطبية ما يلي:
المستشعرات والمشغلات
يُستخدم النيتينول على نطاق واسع في تصنيع أجهزة الاستشعار والمشغلات الصناعية. وتسمح خصائص ذاكرة الشكل والمرونة الفائقة باستخدامه في مكونات مثل مشغلات التركيز التلقائي في الكاميرات ومثبتات الصور البصرية في الهواتف المحمولة.
الإنشاءات
يُستخدم النيتينول في تطبيقات البناء، لا سيما في الخرسانة المسلحة الذكية (IRC). حيث يقوم المهندسون بتضمين أسلاك النيتينول داخل الخرسانة، مما يسمح لها باستشعار التشققات والالتئام الذاتي، مما يحسن من متانة وقوة الهياكل مثل ناطحات السحاب والجسور.
التطبيقات العسكرية
استخدم الجيش مقرنات النيتينول في الطائرات المقاتلة F-14 منذ أواخر الستينيات. وتربط هذه القارنات الخطوط الهيدروليكية بإحكام وسهولة، مستفيدة من خصائص ذاكرة النيتينول ذات الشكل.
الأجهزة المنزلية
تُستخدم الحساسية الحرارية للنيتينول في الأجهزة المنزلية مثل القلايات العميقة، حيث تُستخدم لخفض السلة في الزيت عند درجة الحرارة الصحيحة.
النظارات
جعلت مرونة النيتينول الفائقة وخصائص ذاكرة الشكل من مادة النيتينول مادة شائعة لإطارات النظارات. توفر إطارات النيتينول مرونة ومتانة لا مثيل لها، حيث يمكنها العودة إلى شكلها الأصلي دون عناء حتى بعد حدوث تشوه كبير.
الأجهزة الذكية
يجد النيتينول طريقه بشكل متزايد إلى الأجهزة الذكية، مثل الساعات الذكية ذات الواجهات المتغيرة الشكل والهواتف الذكية القابلة للطي، مستفيدًا من خصائص ذاكرة الشكل والمرونة الفائقة.2
تطبيقات السيارات
يمكن استخدام مشغلات النيتينول كحوامل للمحرك ومعلقات للتحكم في الاهتزازات، مما يساعد على منع تلف هياكل السيارات. ومن المتوخى أيضاً استخدام نوابض النيتينول في تبريد المحرك، وأجهزة التحكم في تزييت المكربن والمحرك، وستائر المبرد.
المنتجات اليومية الأخرى
يُمكّن النيتينول الملاعق السحرية من متاجر السحر من الانحناء عند وضعها في الماء الساخن، مما يدل على تأثير ذاكرة الشكل في تطبيق استهلاكي مرح.
على الرغم من مزاياه، فإن العمل مع النيتينول يطرح بعض التحديات.
تحديات التصنيع
خواص المواد
التكلفة
مخاوف التوافق الحيوي
ويتأثر سعر سبيكة NiTinol بعدة عوامل، في المقام الأول تكاليف النيكل والتيتانيوم، وهما المكونان الرئيسيان لها. يمكن أن تتراوح أسعار السوق للنيكل من 15,000 دولار إلى 20,000 دولار للطن الواحد، في حين يمكن أن يتراوح سعر التيتانيوم بين 3,000 دولار و6,000 دولار للطن الواحد، حسب تقلبات السوق. تشمل العوامل الإضافية تكاليف المعالجة، وتعقيد عملية التصنيع، والطلب في قطاعات مثل الصناعات الطبية والفضائية، والتي يمكن أن تدفع الأسعار إلى أعلى. وبوجه عام، يتراوح سعر سبيكة NiTinol بشكل عام بين 300 دولار أمريكي و500 دولار أمريكي للكيلوغرام الواحد، ويتفاوت السعر حسب النقاء والمتطلبات المحددة للاستخدام.
وبالنظر إلى المستقبل، تستمر التطبيقات المحتملة للنيتينول في التوسع. حيث يستكشف الباحثون استخدامه في مجال الروبوتات، ولا سيما لتطوير “أسلاك عضلية” تعمل كعضلات اصطناعية، مما يوفر للروبوتات القدرة على الحركة بمستوى جديد من البراعة. يمكن لمثل هذه الابتكارات أن تحدث ثورة في صناعة الروبوتات، مما يمهد الطريق لروبوتات أكثر تقدماً وقدرة على التكيف.
وعلاوة على ذلك، ساعدت التطورات الأخيرة في تقنيات التصنيع المضافة في التغلب على بعض التحديات التقليدية في معالجة النيتينول، مثل صعوبات التصنيع الآلي. وهذا الأمر يفتح إمكانيات تصميم جديدة ويحسّن إنتاجية المنتجات القائمة على النيتينول في مختلف الصناعات.
سبيكة NiTinol ليست مجرد مادة بل هي ابتكار محوري في علم المواد. وتفتح قدرتها على التذكر والعودة إلى شكلها الأصلي عالمًا من الإمكانيات في مختلف القطاعات. من الأجهزة الطبية المنقذة للحياة إلى تعزيز راحة ومتانة المنتجات اليومية، يواصل NiTinol إثبات جدارته كمادة سحرية وتحويلية تتخطى حدود التكنولوجيا وتحسن حياتنا اليومية.