Şekil Hafızalı Korozyona Dirençli Polimerik Malzemeler Bölüm 1

Şekil hafızalı alaşımlar, deforme olabilen ve deformasyonu koruyabilen ve ayrıca başlangıç ​​konumuna geri dönebilen malzemeler, aktüatörlerden esnek mikro cihazlara kadar çeşitli uygulamalar için değerlidir.

Şekil hafızası ve hafıza yakından ilişkilidir ve aralarındaki ilişki öğrenme sonuçlarımızı ve yaşam kalitemizi etkileyebilir.

Şekil hafızası, nesnelerin şekli, boyutu, konumu ve rengi gibi özelliklerini görsel hafıza yoluyla tanıma yeteneğimizi ifade eder. Günlük hayatımızda çok önemlidir çünkü algılama ve işleme yeteneğimizi etkiler. Örneğin, aynı nesnenin farklı yönelimlerini, boyutlarını ve şekillerini doğru bir şekilde tanımlayabilirsek, nesnenin özelliklerini ve karakteristiklerini daha iyi kavrayabiliriz.

Bellek, beynimizin bilgiyi, deneyimi ve bilgiyi kaydetme ve geri getirme yeteneğini ifade eder. Belleğin kalitesi akademik performansımızı veya yaşam kalitemizi doğrudan etkileyecektir. Örneğin hafızası iyi olan bir kişi, önemli şeyleri ve bilgileri daha iyi hatırlayabilir, böylece zamanı daha iyi yönetebilir ve işleri daha iyi organize edebilir.

Her ne kadar iki farklı yetenek olsa da aralarındaki bağlantı yadsınamaz. İyi bir şekil hafızası yeteneğine sahip olmak, daha etkili bir şekilde öğrenmemize ve hatırlamamıza yardımcı olabilir çünkü görsel hafıza, insanların yeni bilgi ve bilgi edinmesinin ana yollarından biridir. Örneğin yeni kelimeler veya mesleki terimler öğrenirken bunları şekil hafızası sayesinde etkili bir şekilde hatırlayabiliriz.

Ayrıca şekil hafızası hafızamızı da çalıştırabilir çünkü şekil hafızası yeteneğini antrenman yoluyla geliştirmek sadece beyin bölgeleri arasındaki bağlantıları güçlendirmekle kalmayacak, aynı zamanda beyindeki sinir hücrelerinin büyümesini ve gelişmesini de teşvik edecektir. Bu nedenle, şekil hafızası ve hafıza birbirini geliştirebilir ve sonuçta görevleri daha iyi tamamlamamıza ve hedeflere ulaşmamıza yardımcı olabilir.

Kısaca şekil hafızası ve hafıza birbiriyle yakından ilişkilidir ve birbirlerini destekler ve teşvik ederler. Bu nedenle iyi öğrenme ve yaşama alışkanlıkları oluşturmak, hafızayı ve hafızayı şekillendirmek için sürekli egzersiz yapmak ve bundan daha iyi bir öğrenme ve yaşama deneyimi elde etmek gerekir. Hafızayı geliştirmemiz gerektiği görülebilir ve Cistanche Deserticola hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir çünkü Cistanche Deserticola, hafızayı geliştirmek de dahil olmak üzere birçok benzersiz etkiye sahip geleneksel bir Çin tıbbi malzemesidir. Cistanche Deserticola'nın etkinliği, tanik asit, polisakkaritler, flavonoid glikozitler vb. dahil olmak üzere içerdiği birçok aktif bileşenden gelir. Bu bileşenler, çeşitli yollarla beyin sağlığını geliştirebilir.

Kısa Süreli Belleği Nasıl Geliştireceğinizi Bilin'e tıklayın

Onları kullanışlı kılan özelliklerin ve deforme olma ve yeniden şekillenme yeteneklerinin korunması, şekil hafızalı alaşımların korozyona karşı korunmasını gerektirir; burada şekil hafızalı polimerlerin entegrasyonu bir koruma aracı olarak hareket edebilir.

Bu nedenle, bu incelemenin amacı, korozyon önleme aracı olarak kendi kendini onaran şekil hafızalı polimerlerin faydasını vurgulamaktır.

Bu nedenle, bu inceleme, şekil hafızasının korunması için kendi kendini onaran şekil hafızalı polimerlerin kullanılmasının faydalarını, kullanılabilecek çeşitli kendi kendini onaran polimer türlerini, polimerleri özel kullanımlara göre iyileştirme veya uyarlama yollarını ve bir şekil hafızalı polimer tasarlama konusundaki umutları tartışmaktadır. Korozyonun önlenmesinde kullanım için.

1. Giriş
Kompozitler veya iki veya daha fazla kimyasal olarak farklı parça içeren ve makroskopik olarak bir araya gelerek kendilerini oluşturan malzemelerden daha üstün bileşimsel özelliklere sahip yeni bir malzeme oluşturan malzemeler, insanların yaşadığı binalardan kullanılan araçlara kadar modern günlük yaşamın önemli bir bileşenidir.

Bu nedenle, yeni kompozitlerin geliştirilmesi ve yaratılması, daha güçlü, daha iyi ve daha çevre dostu malzemelere doğru ilerlemek için kritik öneme sahiptir. Bu nedenle, bazı dış etkileri "algılama" ve bunlara yanıt verme yeteneğine sahip akıllı kompozitlerin veya gelişmiş kompozitlerin geliştirilmesi, bu sorunla mücadelede açıkça ilgi görmektedir. kullandığımız malzemelerin karşılaması gereken taleplerin giderek büyüyen listesi [1].

Kompozit geliştirmenin özellikle ilginç bir alanı, şekil hafızası etkisi adı verilen bir şeyi sergileyebilen kompozitleri içerir; buradaki malzeme, üzerine etki eden bazı dış uyaranların sonucu olarak kalıcı bir temel şekle geçebilme ve geçici bir pozisyona geçebilme ve bunu koruyabilme ve daha sonra tabana geri dönebilme yeteneğine sahiptir. Şekil 1'de görülebilen yetenekleri [2] altında şekillenir.

Yukarıdaki grafikte gösterildiği gibi, malzemeye bağlı olarak elektromanyetik radyasyon, su, pH, sıcaklık ve hatta manyetik alan olabilen bazı uyaranların neden olduğu stres, malzemenin belirli bir konuma fiziksel olarak değişmesine neden olur ve aynı zamanda onu tetikleyebilir. orijinal konumuna geri dönmek için [2, 4]. Malzemeye uygulanan bu stres, malzemenin sabit gerilim altında bir pozisyonda kalacağı noktaya kadar deformasyonuna neden olur.

Gerinim artmaya devam ederse, eski haline dönmenin meydana geldiği ve şekil hafızalı malzemenin başlangıçtaki kalıcı formuna hareket ettiği bir noktaya ulaşabilir [3]. Bu yetenek onları aktüatörler, mikro cihazlar ve biyomedikal ekipman gibi makine ve ekipmanlar için veya havacılık endüstrisinde hafif, konuşlandırılabilir yapılar [5] için veya şekil ve konum kontrolü, titreşim ve akustik kontrolü veya darbe direnci gibi diğer kullanımlar için tercih edilir kılar. kompozitten istenebilir [6].

Şekil hafızalı alaşımların geliştirilmesinde önemli bir husus, malzemedeki özelliklerin ve etkinliğin kaybına yol açabileceği için korozyonun malzemeler üzerindeki etkileridir.

2. Şekil Hafızalı Kompozitler: Alaşımlar

Şekil hafızalı alaşımlar, ana fcc fazının bir HPC fazına dönüştüğü stres kaynaklı martensit dönüşümü yoluyla şekil hafıza etkilerini göstermek üzere tasarlanmış metallerin bir kombinasyonudur [7].

Daha ayrıntılı olarak ele alırsak, şekil hafızalı alaşımlar, alaşımın deformasyona karşı daha kolay işlenebilir olduğu, ancak soğutma veya stres uygulamasının onu daha düşük sıcaklıklı bir faza döndürdüğü yüksek sıcaklıktaki bir ostenit fazından hareket ettikleri indüklenmiş faz dönüşümleri yoluyla şekil hafızası etkileri sergileyecektir. martensit fazı olarak bilinir [8]. Şekil hafızalı alaşımlara ilişkin malzeme özelliği kaygıları, özellikle alaşımın deformasyonlardan kurtulma yeteneklerine odaklanır.

Şekil hafızalı bir alaşımın geri kazanım oranını belirlerken, mikroskobik açıdan konuşursak, bunun, alaşımın boyutuna göre tane boyutunun bir fonksiyonu olduğu kabul edilir; bu, şekil hafızalı bir alaşım için tane boyutunun önemli olduğu anlamına gelir; azalırsa, tane sınırları ile etkileşime geçmeden önce kayan dislokasyonların serbest alanı nedeniyle gerinim sertleşmesi meydana gelir ve plastik deformasyona neden olur ve martensit dönüşümünü ve gerinim toparlanmasını engeller.

Tipik olarak, bir sistem içinde ne kadar çok yabancı madde varsa, tanecik boyutu o kadar küçük olur, çünkü dağılmış parçacıklar tanecik sınırını sabitleme etkisine neden olur[9].

Bununla birlikte, alaşımların şekil geri kazanımı, alaşımın belirli bir maksimum gerilim altında belirli bir açıya kadar büküldüğü bükme testleri yoluyla daha kolay test edilebilir ve belirlenebilir ve daha sonra geri kazanım, alaşıma özgü bir sıcaklığa ısıtılarak ve ardından soğumaya bırakılarak başlatılabilir. şekil hafıza oranının numunenin geri dönüş açısına göre hesaplanmasına olanak tanır[7].

Nikel-titanyum, bakır ve demir, daha yaygın olan şekil hafızalı alaşımlardan bazılarının temelini oluşturur [10, 11]; Kısa bir genel bakış Tablo 1'de bulunabilir. Ek olarak, şekil hafızalı alaşımların performansı üçüncül veya dördüncül elemanların eklenmesiyle artırılabilir [9, 11].

Tipik olarak, bu şekil hafızalı alaşımlar krom, alüminyum, nikel, manganez, bakır, silikon, nitrojen veya renyum ile takviye edilir, ancak bu elementlerin alaşıma eklenmesi ve miktarı, özellikle oda sıcaklığı koşullarında alaşımın süper elastikiyetinden ödün verme riskini taşıyabilir. 9].

Bu katkı maddelerinin eklenmesinin şekil hafızası etkisi üzerindeki olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak için bazı üreticiler belirli teknikler kullanır; yaşlandırma, metal alaşımının uzun bir süre boyunca yüksek sıcaklıkta işleme tabi tutulduğu, şekil hafızalı bir alaşımın şekil hafıza oranını iyileştirmek için kullanılan bir tekniktir; örneğin, demir bazlı bir şekil hafızalı alaşım Yongren ve diğerleri tarafından test edildi. temel şekil hafıza oranı 0,2'dir, ancak 4 saatlik yaşlanmanın ardından şekil kurtarma oranı 0,6 civarına çıkmıştır. Ne yazık ki, yaşlanma süreci alaşımın pasifleştirici bir katman oluşturma yeteneğini azaltır, dolayısıyla eskimiş bir alaşım, eskimemiş bir alaşımla karşılaştırıldığında daha zayıf korozyon direnci gösterir; diğer gelişmeler, korozyon direnci ve şeklin geri kazanılması açısından iyi sonuçlar verecektir, ancak bu yöntemler yüksek maliyetli olma eğilimindedir, alaşımın istenen şekilleri elde etmek için "eğitilmesi" açısından zordur, düşük geri kazanım stresiyle sonuçlanır ve geri kazanımı tetiklemek için yüksek bir tavlama sıcaklığı gerektirir. [7].

Şekil hafızalı bir alaşıma başka elementlerin eklenmesinin bir başka etkisi, faz geçiş sıcaklıklarının artırılabilmesi veya azaltılabilmesidir; bu da alaşımın mekanik özelliklerinin daha da iyileştirilmesine veya değiştirilmesine hizmet edebilir.

Örneğin, bakır ilavesi, nikel-titanyum alaşımlarının psödoelastik davranış açısından stabilitelerini geliştirmesini sağlayabilir; bu da döngüsel mekanik yükleme için iyidir. Ancak bu ilavenin olumsuz etkisi, oksit tabakasının korozyona karşı daha duyarlı hale gelmesiyle sonuçlanır. yüzeydeki formlar daha az stabildir ve daha zayıf bir pasifleştirici katman oluşturur, bu da alaşımın [12] korozyona uğramasına olanak tanır, çünkü bakırın kendisi alaşımın korozyonuna karşı ek bir direnç sağlamaz [13].

Bu durum, şekil hafızalı alaşımların korozyona karşı hassas olması sorununun can alıcı noktasını ortaya çıkarıyor.

Şekil hafızalı bir alaşıma korozyon saldırısı, tane sınırlarına odaklanır; burada, şekil hafızalı alaşımın taneleri içinde yakınlarda gelişen çukurlaşma ile taneler arası seviyede meydana gelebilir; Nikel gibi alaşımdaki elementlerin çökeldiği yer tane sınırındadır.

Tane sınırında meydana gelen bu taneler arası korozyon, korozyon direncini azaltan ve özelliklerin daha da bozulmasına yol açan bölgeler oluşturur [9]. Korozyon direncini arttırmanın bir yolu olarak dördüncül veya üçüncül şekil hafızalı alaşım oluşturmak için krom, kobalt, titanyum veya hatta kalay gibi korozyon önleyici elementleri çok küçük miktarlarda ekleyerek korozyonun hafifletilmesine yardımcı olmak mümkündür [14-16].

Bununla birlikte, bu elementlerin eklenmesi potansiyel olarak istenmeyen başka etkilere de sahip olabilir; örneğin krom, alaşımı daha kırılgan hale getirmek ve dönüşüm sıcaklıklarını düşürmek karşılığında şekil hafızalı alaşımın korozyon direncini artırır[15] ve Tablo 2'de gösterildiği gibi, Korozyon önleyici elemanların eklenmesi olmadan, daha yüksek olmasa da karşılaştırılabilir bir korozyon direnci elde etmek mümkündür.

Genel olarak akım yoğunluğu veya Icorr değeri ne kadar düşük olursa korozyona karşı koruma o kadar iyi olur; yukarıdaki tabloda çeşitli Icorr değerleri, korozyon önleyici elementlere sahip üç şekil hafızalı alaşım ve iki polimer listelenmektedir.

Alaşımlar iyi korozyon direnci gösterirken, polimerler korozyon önlemede şekil hafızalı alaşımlara göre daha üstün olmasa da daha iyi performans gösterir. Bu nedenle, şekil hafızalı bir kompozit oluşturmak için şekil hafızalı etki gösterebilen bir polimer kaplamanın uygulanması, şekil hafızalı alaşımın mekanik özelliklerini korumak için şiddetle tavsiye edilir.

3. Şekil Hafızalı Kompozitler: Özellik Hususları

Şekil hafızalı bir kompozitin özelliklerini veya genel etkinliğini belirlerken dikkate alınması gereken birçok faktör vardır; örneğin şekil geri kazanım hızı, şekil hafızalı kompozitin, kompozitin şeklinin[21] deformasyonuna yol açan harici bir kuvvete yanıt verme yeteneğidir veya kompozitin plastiklik indeksi, sertliğin elastik modüle oranıdır, sürtünmedeki aşınma direncini belirlemek için faydalıdır ve dolayısıyla hafıza katmanının fonksiyonel özellikleriyle birlikte şekil hafızalı kompozitin sürtünme koşulları altında yapısal durumunun belirlenmesine yardımcı olmak için faydalıdır [22].

Bununla birlikte, kompozit bir kaplamanın altındaki malzemenin korozyonunu önlemedeki etkinliği belirlenirken dikkate alınması gereken temel faktör, yüzeyin hidrofobikliği olacaktır.

Bir yüzeyin hidrofobikliği, su gibi aşındırıcı elementlerle ve organik kaplamalarla etkileşimlerin sınırlandırılması yoluyla metalin korozyon oranının azalmasıyla bağlantılıdır; bu, suyun alttaki metale difüzyon sürecinin sınırlandırılması anlamına gelir [22, 23].

Hidrofobiklik, kaplamanın kimyasal özelliklerine ve kaplama yüzeyinin mikro yapısına bağlıdır; burada yüzey pürüzlülüğü kaplamanın hidrofobikliğini arttırabilir [24] ve yüzeyin ıslanabilirliği belirlenerek ölçülebilir. Islanabilirlik, suyun katı bir yüzey boyunca ne kadar yayılabileceğidir ve bunun etkinliği, Şekil 2'de görülebileceği gibi Young modülü [23] tarafından belirlenen su temas açısı tarafından belirlenir.

Şekil hafızalı alaşımlar ve polimerler yaygın olarak kullanılmaktadır ve her ikisinin de bireysel uygulaması, düşük yoğunlukları, karşılanabilir olmaları, geri kazanımlarını tetikleyen şeyin kontrol edilebilmesi, büyük ölçüde polimerlerin alaşımlara karşı kullanıldığı durumun taleplerine bağlıdır. maruz kalabilecekleri geri kazanılabilir gerilim ve yanıt sıcaklıklarının (cam geçiş sıcaklığının manipülasyonu yoluyla) uyarlanabileceği geniş aralık; ancak durum daha yüksek toparlanma stresi, daha kısa toparlanma süresi ve arızadan önce geçebilecekleri çok daha büyük miktarda döngü gerektirdiğinde [1] ve daha iyi termal stabiliteye ve daha yüksek elastik modüle [8] sahip olduklarında, şekil hafızalı alaşımlar tarafından büyüklük sıraları kadar geride bırakılırlar.

Oyundaki koşulların, şekil hafızalı polimerlerin uzun iyileşme süreleri gibi normalde kullanılıp kullanılmaması konusunda olumsuz olabilecek şeylerin, kullanımlarında bir avantaj sağlayabileceği anlamına gelebileceğini belirtmekte fayda var [1].Tahmin edilecek birçok farklı model var. Şekil hafızalı malzemenin termomekanik özellikleri.

Örneğin, şekil hafızalı polimerler kısmen yay gibi davranır ve Pan ve arkadaşlarına göre, parçacıkla güçlendirilmiş şekil hafızalı bir polimerin termomekanik davranışını 1D'de belirlemek için bir model şu şekilde gösterilebilir ve ξ toplam martensit hacim oranıdır, ξS strestir - indüklenen martensit hacim fraksiyonu, ξT sıcaklığın indüklediği martensit hacim fraksiyonu, σ gerilim, D şekil hafızalı alaşımın ξ'ye bağlı Young modülü, ε gerinim, εl maksimum geri kazanılabilir gerinim, Θ termal genleşme katsayısı, T mevcut sıcaklık ve T0 referans sıcaklıktır [27]. Bu modeller, Şekil 3 ve 4'te gösterilenlere benzer sonuçları simüle etmeye çalışır.

For more information:1950477648nn@gmail.com