Sind Sie schon einmal auf eine Formgedächtnislegierung gestoßen?
Experimentieren Sie damit: Drehen Sie eine fingerdicke Feder auf. Halten Sie ein Feuerzeug an die Unterseite des entdrillten Abschnitts und zünden Sie eine Flamme an. Beobachten Sie, wie sich die Feder wie von Zauberhand wieder in ihre verdrehte Form zurückdreht, weil die hohe Temperatur die Legierung dazu veranlasst hat, sich an ihre ursprüngliche Form zu erinnern.
Erforschung von Formgedächtnislegierungen
Diese Eigenschaft von Metalllegierungen wird von Forschern der "Sandia National Laboratories" erforscht. Die Projektforscher spielen mit dem Gedanken, dass diese speziellen Legierungen (Formgedächtnis) die Sicherheit von Waffenkomponenten bei Unfällen mit hohen Temperaturen, z. B. bei Bränden, verbessern könnten. Don Susan, ein Materialwissenschaftler, ist der Meinung, dass eine thermische Vorrichtung aus einer Hochtemperaturlegierung (Formgedächtnis) verwendet werden könnte, um einen Schalter zu schließen oder zu öffnen oder ein Getriebe zu blockieren, damit es sich nicht dreht. Es gibt unzählige Möglichkeiten, diese Art von Legierungen zu verwenden.
Neue Legierungszusammensetzungen entwickelt
Ein Projekt, das auf die Schaffung von
mehr als nur HochtemperaturlegierungenSusan und die übrigen Forscher arbeiten an Hochtemperatur-Formgedächtnislegierungen für Waffenkomponenten. Bislang haben sie neue Legierungszusammensetzungen (Nickel-Titan-Hafnium, Nickel-Titan-Platin und Nickel-Titan-Palladium) entwickelt und technische Fortschritte (Schritt vor der Patentanmeldung) für diese Zusammensetzungen eingereicht. Sie waren auch in der Lage zu charakterisieren, wie sich die Werkstoffe verformen und welche Duktilität und Festigkeit sie aufweisen.
Superelastizität - Eigenschaften von Metallen
Die Forscher haben Prototypteile hergestellt, die bei bestimmten Temperaturen eine Formänderung aufweisen. Darüber hinaus konnten sie eine "superelastische" Eigenschaft in Formgedächtnislegierungen bei höheren Temperaturen nachweisen. Dies ist eine gummiartige Eigenschaft in
Metalle. Diese besondere Eigenschaft ist zwar nicht Gegenstand der Forschung, doch Susan sagte, dass sie künftige Gestaltungsmöglichkeiten bieten könnte. Das Sandia-Projekt befindet sich in seinem dritten und letzten Jahr.
Formveränderung bei hoher Temperatur
Die Forscher entdeckten, dass Legierungen, die sich an ihre ursprüngliche Form erinnern (Formgedächtnislegierungen), wie ein thermischer Sensor in einer in Gebäuden installierten Sprinkleranlage funktionieren. Der Wärmesensor besteht aus einer Flüssigkeit, die sich ausdehnt und ein Glasgehäuse zerbricht, um einen Schalter auszulösen, der dann die Sprinkleranlage aktiviert. Formgedächtnislegierungen verändern ihre Form. Sie dehnen sich nicht einfach aus.
Formgedächtnislegierungen in der medizinischen Anwendung
Jim McElhanon, der das Projekt ins Leben gerufen hat, ist davon überzeugt, dass diese Forschung zu formverändernden Legierungen bei hohen Temperaturen den Weg für die Entwicklung neuer Geräte ebnen wird, die die Sicherheit von Kernwaffen erheblich beeinflussen werden. Formgedächtnislegierungen wurden bereits in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, unter anderem in medizinischen Geräten wie Stents, die bei Körpertemperatur ihre Form verändern. Bei niedriger Körpertemperatur kann ein winziger Stent zusammengedrückt werden, um ihn in eine Arterie einzupassen. Erhöht sich die Körpertemperatur, öffnet der eingesetzte Stent die Arterie.
Spezifische hohe Temperatur
Die von der Forschung entwickelten Legierungen können ihre Form bei Temperaturen unter Raumtemperatur und bei über 500 Grad Celsius verändern. Die im Handel erhältlichen Legierungen können ihre Form bei Temperaturen ändern, die außerhalb des von der Forschung geforderten oder angegebenen Bereichs liegen. Die Forscher stützten sich bei der Herstellung ihrer eigenen Legierungen auf Formgedächtnislegierungen mit höherer Temperatur. Diese Eigenschaft der Formgedächtnislegierungen ist von entscheidender Bedeutung, da sich die Form nicht ändern sollte, wenn die Teile hergestellt werden oder der Sonne ausgesetzt sind. Sie sollten ihre Form nur in einem bestimmten Temperaturbereich ändern, um nützlich zu sein.
Künftige Verwendung von Formgedächtnislegierungen
Susan zufolge könnten künftige Sandia-Forschungen zu Formgedächtnislegierungen für Wind- und Solarenergie und möglicherweise auch für Satelliten von Nutzen sein. Er sagte, es gebe viele interessante Möglichkeiten, die es wert sind, für diese Art neuer Legierungen erforscht zu werden.
Ist das nicht eine interessante Entwicklung, die man im Auge behalten sollte?
