Что такое эффект памяти формы?

Эффект памяти формы

память формы

Память формы?

Как бы вы отреагировали на заявление о том, что памятью могут обладать не только живые существа, но и неживые? Например металлы. Наверное подумали бы, что человек, который так говорит  не в своем уме?

Но я посоветовал бы не делать поспешных выводов, а ознакомиться с данной статьей, и  ваши взгляды изменятся!

Если взять кусок проволоки и согнуть его пополам, а затем попытаться его вернуть в первоначальное состояние (разогнуть), то он уже не будет таким же ровным, каким был изначально. На месте сгиба все равно останется выпуклость, которая будет напоминать всем о том, что его сгинали.

Но спектр материалов, которые встречаются на нашей планете, а также материалов, которые были получены, благодаря научным исследованиям или случайным открытиям, очень широкий. И в нем нашлось место даже таким металлам, которые могут сами возвращать свою форму! Правда для этого этот материал нужно чуть-чуть подогреть (достаточно положить в теплую воду).

 

Почему же так происходит?

Все дело во внутреннем строении материалов с памятью формы.

Если рассмотреть поперечное сечение места сгиба проволоки, сделанной из такого материала, можно увидеть, что в исходном состоянии она ничем не примечательная с виду. Однако, после деформирования (сгиба) проволоки ее верхние слои растягиваются, а нижние сжимаются. Вроде бы и тут ничего особенного. Но в материалах с памятью формы данные слои представляют собой термоупругие пластины, которые могут возвращаться в исходное состояние под действием температуры! 

В растянутой части при воздействии температуры начинают действовать сжимающие внутрие напряжения (силы, которые хотят сжать), а в сжатой части – растягивающие. Таким образом под действием этих внутренних напряжений и происходит возвращение исходной формы материала. То есть материал “помнит” свою исходную форму, и как только его температура становится достаточной для возникновения внутренних напряжений, он, словно растянутая пружина, стремится в исходное состояние.

 

Какие материалы обладают памятью формы и для чего они нужны?

Самым известным и широко применимым материалом является нитинол (сплав никеля с титаном). Еще известно несколько сплавов, например Cu—Zn—Al, Cu—Al—Ni и другие.

Эти сплавы можно использовать в качестве игрушки, при помощи которой можно показывать фокусы. Например скрепка, которую можно разогнуть, а потом при помощи “магии”, она сама принимает исходную форму. Или ложка, которая сгинается силой мысли.

Но помимо игрулек, такие материалы имеют и широкое практическое применение. Например из них изготавливают медицинские стены, которые вставляются для расширения кровеносных сосудов. Стен в сжатом состоянии доставляется к месту установки, затем под действием температуры крови он принимает свою исходную форму (расширяется и тем самым служит распоркой для сосуда).

Еще их применяют в качестве термопредохранителей. При коротком замыкании происходит разогрев проводки, обычные предохранители при этом просто расплавляются и требуют замены, а термопредохранители – изменяют свою длину, тем самым размыкая цепь. А при остывании они вновь увеличиваются в длине и снова ее замыкают.