Foglio di nitinol

Le caratteristiche peculiari del nitinol derivano da uno sfasamento reversibile allo stato solido chiamato trasformazione martensitica, che richiede tra 10,000 e 20,000 psi (69 e 138 MPa) di stress meccanico per verificarsi tra due distinte fasi cristalline di martensite.

L'austenite, chiamata anche fase madre, è la struttura cubica semplice compenetrata che il nitinolo acquisisce ad alte temperature. Il nitinolo si trasforma spontaneamente nella martensite (fase figlia), una struttura cristallina monoclina più complessa, a basse temperature. Le trasformazioni da austenite a martensite e da martensite ad austenite hanno quattro temperature di transizione corrispondenti. Quando la lega si raffredda fino alla cosiddetta temperatura iniziale della martensite, o Ms, la martensite inizia a svilupparsi da completamente austenite, e la temperatura alla quale la trasformazione è completa viene definita temperatura di finitura della martensite, o Mf. L'austenite inizia a formarsi alla temperatura iniziale dell'austenite, As, e termina alla temperatura di finitura dell'austenite, Af, quando la lega viene riscaldata mentre è completamente martensite. Questo articolo riguarda il foglio di Nitinol.

Composizione chimica

Storia

Il nome "Nitinol" deriva dalla composizione chimica del metallo e dal Naval Ordnance Laboratory, dove fu scoperto per la prima volta. Le sue qualità furono scoperte nel 1959 mentre William J. Buehler e Frederick Wang stavano facendo ricerche presso il Naval Ordnance Laboratory. Buehler stava lavorando per creare un cono di punta del missile migliore che potesse resistere all'usura, al calore e alla forza d'impatto. Presentò un campione ad una riunione della direzione del laboratorio nel 1961 dopo aver scoperto che una lega 1:1 di nichel e titanio poteva completare l'operazione. Il campione è stato fatto girare e piegato dai partecipanti dopo essere stato piegato come una fisarmonica. Con sorpresa di tutti, la striscia a forma di fisarmonica si è ristretta ed è tornata alla sua forma originale dopo che uno di loro ha riscaldato il campione con l'accendino da pipa.

Le potenziali applicazioni del Nitinol furono subito comprese, ma gli sforzi di commercializzazione effettivi iniziarono solo un decennio dopo. Le eccezionali difficoltà di fusione, raffinazione e lavorazione della lega hanno contribuito in modo determinante a questo ritardo. Anche queste iniziative incontrarono ostacoli finanziari che non furono facilmente superati fino agli anni ’80, quando questi problemi del mondo reale iniziarono ad essere risolti.

Il chimico svedese Arne Lander notò per la prima volta l'effetto memoria di forma nelle leghe di oro-cadmio nel 1932, che segna l'inizio dell'ampia scoperta del fenomeno. All'inizio degli anni '50, un fenomeno simile fu osservato nel Cu-Zn (ottone).

Applicazione
A causa delle sue qualità eccezionali, tra cui biocompatibilità, opacità dei raggi, risonanza magnetica nucleare (NMR) senza alcun effetto, proprietà meccaniche, resistenza alla corrosione, effetto memoria di forma e smorzamento superelastico, il foglio di nitinol è ampiamente utilizzato nell'aviazione, nell'aerospaziale, nei macchinari, nell'elettronica , progetti chimici, energetici, edilizi e di altro tipo, nonché nei settori civile e medico.

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