Nitinol ( engelsk nitinol , titanium nikkelide, navnet kommer fra engelsk nikkel - nikkel, engelsk titanium - titanium, English Naval ammunition laboratory , forkortelse NOL - US Naval Artillery Laboratory - intermetallisk forbindelse , en forbindelse af titanium og nikkel , i et procentforhold på 45% (titanium) - 55% (nikkel) og med lige mange atomer af hvert stof. Navnet blev opnået fra en kombination af formlen (NiTi) og forkortelsen af navnet på det sted, hvor det blev udviklet ( N aval O rdnance L aboratory→NOL). Usædvanligt har denne forbindelse en formhukommelsesegenskab . Hvis en del af en kompleks form opvarmes til rød varme, vil den huske denne form. Efter afkøling til stuetemperatur kan delen deformeres, men når den opvarmes til over 40 ° C, vil den genoprette sin oprindelige form. Denne adfærd skyldes det faktum, at dette materiale faktisk er en intermetallisk forbindelse og ikke en klassisk legering, og egenskaberne af de oprindelige materialer (Ni, Ti) er praktisk talt ikke udtrykt i det. Det, der gør det unikt, er den egenskab, på grund af hvilken, under quenching, det indbyrdes arrangement af atomer er ordnet, hvilket fører til memorisering af formen.
Opdagelsen af formhukommelseseffekten går tilbage til 1932, hvor den svenske forsker Arne Olander første gang bemærkede denne egenskab i guld-cadmium-legeringer. Den samme effekt blev opdaget i kobber-zink-legeringer i begyndelsen af 1950'erne. De sovjetiske metallurger G. V. Kurdyumov og L. G. Khandros forudsagde i 1948 og opdagede i 1949 en legering baseret på aluminiumbronze, udstyret med evnen til efter betydelige plastiske deformationer at genoprette sin oprindelige form, når den blev opvarmet til en vis temperatur. I 1980 blev denne opfindelse anerkendt som en opdagelse og blev kendt som Kurdyumov-effekten (Fænomenet termoelastisk ligevægt under fasetransformationer af martensitisk type er Kurdyumov-effekten. Discovery No. eksperimentel opdagelse). I 1962 opdagede William Buhler sammen med Frederick Wang en stærk formhukommelseseffekt i en legering baseret på nikkel og titanium under forskning i et flådelaboratorium. Selvom de potentielle anvendelser af nitinol straks blev anerkendt, fandt de faktiske forsøg på at kommercialisere legeringen sted ti år senere. Denne forsinkelse skyldtes i høj grad de ekstreme vanskeligheder med at smelte, raffinere og bearbejde legeringen.
Fremstillingen af en legering er en ret kompleks proces, der består af flere faser:
Produktionen kompliceres af, at det for at opnå en legering af høj kvalitet er nødvendigt nøje at verificere mængden af primære komponenter, og ved smeltning interagerer titanium let med gasser [3] , hvorfor smeltning sker vha. vakuuminduktionsmetoden og vakuumbueomsmeltning. Også varmebehandlingen af nitinol kræver høj præcision, da varigheden og temperaturen i høj grad påvirker fasetransformationstemperaturerne.
Ved vakuuminduktionsmetoden fremstilles den originale barre i grafitovne. Dette giver mulighed for en godt blandet legering, men der forekommer en vis titanium - carbon -binding . Vakuumbueomsmeltning er nødvendig for at reducere indholdet af urenheder og indeslutninger, samt for at give den nødvendige støbestruktur. Dette efterfølges af støbning for at opnå emner og give emnerne den nødvendige form.
Materialet bruges i medicin, især til behandling af patienter med sygdomme og skader i bevægeapparatet: pectus excavatum ("skomagerbrystet"), hvirvelbrud, Hallux Valgus (buler på benene). Det bruges også i tandpleje til ortodontisk behandling: metalbuerne i beslagsystemer er lavet af dette materiale. [5] [6]