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Ni-Ti 형상 기억 합금과 그 구성 요소
형상 기억 합금에 대한 서문
형상 기억 합금 또는 SMA는 항상 원래의 모양을 '기억'하는 경향이 있는 합금 유형입니다. 즉, 냉간 단조된 모양을 기억하고 가열하면 변형 전 또는 원래 모양으로 돌아갑니다. 형상 기억 합금이 알려진 다른 이름으로는 메모리 합금, 메모리 메탈, 스마트 메탈 스마트 합금 등이 있습니다. SMA는 일반적으로 가볍고 다양한 애플리케이션에 사용됩니다. 다음은 형상 기억 합금의 몇 가지 용도와 응용 분야입니다.
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1. SMA의 주요 응용 분야
형상 기억 합금은 항공기 소음을 줄이기 위한 항공기 및 엔진 제작 등 항공우주 산업과 같은 여러 산업에서 사용됩니다.
- 이러한 스마트 합금은 수도관, 송유관 등의 배관에도 사용됩니다.
- 형상 기억 합금의 또 다른 용도는 자동차 산업입니다.
- 이 합금은 로봇 공학, 통신, 검안, 치과 및 의학 분야에서도 사용됩니다.
- 많은 엔진이 형상 기억 합금을 사용하여 만들어지며 정형외과 수술도 형상 기억 합금을 적용할 수 있는 분야 중 하나입니다.
2. Ni-Ti 형상 기억 합금
니켈-티타늄형상 기억 합 금은 니켈과 티타늄을 거의 같은 양으로 사용하여 만든 메모리 합금 유형입니다. 이 두 원소 외에도 형상 기억 합금을 만드는 데 사용할 수 있는 다른 원소로는 구리, 아연, 금, 철 등이 있지만 가장 일반적인 메모리 합금은 Ni-Ti입니다. 스마트 합금을 만들기 위해 이 두 가지 원소를 사용하는 이유는 여러 가지가 있으며, 그 중 주요 이유는 다음과 같습니다:
- Ni-Ti 형상 기억 합금은 안정적이고 실용적이며 다른 금속에 비해 우수한 열역학적 성능을 보여주기 때문에 선호됩니다.
- Ni-Ti 기반 SMA의 항복 강도는 강철보다 낮지만 특정 조성에 따라 플라스틱이나 심지어 알루미늄보다 더 나은 수율을 제공할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 실제로 Ni-Ti의 항복 응력은 500MPa까지 올라갈 수 있습니다.
- Ni-Ti 기반 합금을 사용하면 높은 수준의 회수 가능한 플라스틱 변형이 유도될 수 있습니다.
3. Ni-Ti SMA의 생산
Ni-Ti 또는 니티놀은 만들거나 만들기가 매우 어렵습니다. 이는 매우 엄격한 조성 제어가 필요하고 티타늄 금속의 반응성이 매우 높기 때문입니다. 오늘날 니티놀을 얻기 위해 사용되는 두 가지 주요 용융 방법은 다음과 같습니다:
- 진공 아크 재용융 - 원료와 수냉식 구리 스트라이크 플레이트 사이에 전기 아크를 가하는 방법입니다. 이 용융 절차는 고진공 상태에서 이루어집니다. 이 공정에 사용되는 금형은 수냉식 구리이며 용융 공정 중에 탄소가 유입되지 않습니다.
- 진공 유도 용융 - 도가니에서 원료를 가열하기 위해 대체 자기장을 사용하여 수행되는 니티놀을 얻는 방법입니다. 이 공정 역시 고진공으로 수행되지만 공정에 탄소가 도입된다는 유일한 차이점이 있습니다.
이 두 가지 방법 중 어느 방법이 다른 방법보다 더 낫다는 증거는 없으며 두 방법 모두 나름대로의 장점이 있습니다.
Chin Trento
