Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 56

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  shape memory alloys
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
EN
In this study, a simple and effective way to fabricate highly porous scaffolds with controlled porosity and pore size is demonstrated. Ti-7Zr-6Sn-3Mo shape memory alloy fibers were prepared through a melt overflow process. The scaffolds with porosity of 65-85% and large pores of 100-700 μm in size were fabricated by sintering the as-solidified fibers. Microstructures and transformation behaviors of the porous scaffolds were investigated by means of SEM, DSC and XRD. The scaffolds were composed of β phase at room temperature. Superelasticity with the superelastic recovery strain of 7.4% was achieved by β↔α”phase transformation. An effect of porosity on mechanical properties of porous scaffolds was investigated by using compressive test. As the porosity increased from 65% to 85%, elastic modulus and compressive strength decreased from 0.95 to 0.06 GPa and from 27 to 2 MPa, respectively.
2
Content available remote A computational and experimental study of shape memory alloy spring actuator
EN
The paper presents the combined experimental and computational study of the shape memory alloy (SMA) spring actuator. The design strategy for a system composed of two springs: a SMA spring and a steel spring has been presented. The force versus stroke characteristics of designed system at high and low temperature condition have been calculated and measured. The electro-thermo-mechanical characterization of SMA spring has been carried out. The selected results of calculation and laboratory tests of the designed spring system have been given.
PL
W pracy przedstawiono wyniki obliczeń i badań eksperymentalnych siłownika sprężynowego wykonanego ze stopu z pamięcią kształtu. Omówiono zaproponowaną strategię projektowania systemu składającego się z dwóch sprężyn: sprężyny SMA i sprężyny stalowej. Wyznaczono i zmierzono charakterystykę siły w funkcji przesunięcia dla stanu wysoko i niskotemperaturowego. Zaprojektowano specjalne stanowisko pomiarowe do badań elektro-cieplno-mechanicznych sprężyny SMA i układu złożonego ze sprężyny SMA i sprężyny stalowej. Przedstawiono wybrane wyniki obliczeń i badań laboratoryjnych zaprojektowanego układu sprężyn.
3
Content available remote Characterization of low-temperature nitrided NiTi shape memory alloy
EN
The paper presents the results obtained from studies on the influence of the low temperature glow discharge nitriding process on the structure, kinetics of martensitic transformation, one-way shape memory effect, superelasticity effect, mechanical properties, and corrosion resistance of the NiTi alloy. The changes observed in a structure after nitriding process do not affect negatively the shape memory effect. Moreover, applied surface modification increased hardness and frictional coefficient of the NiTi.
PL
Stopy NiTi ze względu na zdolność pamięci kształtu, dobre właściwości wytrzymałościowe oraz odporność korozyjną są coraz częściej stosowane w przemyśle samochodowym, lotniczym, kosmicznym oraz w mikromechanice, robotyce, a także w zastosowaniach medycznych. Jednakże w niektórych aplikacjach stopy te wymagają zwiększenia twardości i odporności na zużycie przez tarcie. W pracy przedstawiono możliwość polepszenia tych parametrów przez wytworzenie w niskotemperaturowej plazmie na powierzchni stopu NiTi azotowanej, dyfuzyjnej warstwy powierzchniowej, w takich warunkach technologicznych procesu azotowania, by nie wpłynąć negatywnie na pozostałe właściwości użytkowe stopu NiTi, w szczególności zdolność pamięci kształtu i właściwości mechaniczne.
4
Content available remote Experimental study of Fe-Ni-Ti-Cr system
EN
The research comprises a discussion about a formation of intermetallic phase with stoichiometric composition Fe2Ti, called Laves phase, and influence of chromium on the whole structure containing this phase by means of comparison of the two alloys. A base Fe35Ni35Ti30 alloy was used as a reference and then compared with a Fe-Ni-Ti chromium doped - Fe30Ni35Ti30Cr5 alloy. The study of microstructure performed with scanning electron microscope enabled to distinguish different phases. These regions are rich in mixture of Fe-Ni and Ti-Ni elements. The identified phases are Fe2Ti and Ni3Ti which was confirmed by X-ray diffraction and simultaneously it is consistent with energy dispersive spectroscopy results. Differential scanning calorimetry confirmed also multi-phase composition. As a result different hardness was measured for these phases using nanoindentation. The overall hardness was established using the Vickers method.
EN
The article presents a constitutive model for Shape Memory Alloys (SMA) along with result of dynamic simulations of SMA model. The applications of devices incorporating SMA in civil engineering focus mostly on mitigation of the seismic hazard effects in new-build and historical buildings or improvement of fatigue resilience. The unique properties of SMA, such as shape memory effect and superelasticity give promising results for such applications. The presented model includes additional phenomenon of SMA – internal loops. The paper shows the method of formulation of physical relations of SMA based on special rheological structure, which includes modified Kepes’s model. This rheological element, introduced as dual-phase plasticity body, is given in the context of martensite phase transformation. One of the advantages of such an approach is a possibility of formulation of constitutive relationships as a set of explicit differential equations. The application of the model is demonstrated on example of dynamic simulations of three dimensional finite element subjected to dynamic excitation.
PL
Artykuł przedstawia model konstytutywny stopów z pamięcią kształtu (ang. Shape Memory Alloy – SMA) wraz z wynikami przeprowadzonej analizy dynamicznej. Zastosowanie urządzeń wykorzystujących SMA w dziedzinie inżynierii lądowej skupia się głównie na ograniczeniu skutków odziaływań sejsmicznych w nowo powstających oraz istniejących budynkach, w tym w obiektach historycznych. Odrębnym zagadnieniem, w którym także wykorzystywane są urządzenia z SMA, jest poprawienie trwałości zmęczeniowej elementów konstrukcyjnych. W artykule przedstawiono wybrane możliwości zastosowania urządzeń z SMA w budownictwie. Wykorzystanie SMA do powyższych celów jest możliwe dzięki ich wyjątkowym właściwościom – efektowi pamięci kształtu oraz pseudosprężystości. Prezentowany model konstytutywny uwzględnia także dodatkową właściwość SMA jaką są wewnętrzne pętle histerezy. W artykule przedstawiono metodę formułowania zależności fizycznych SMA na specjalnych strukturach reologicznych wykorzystujących zmodyfikowany model Kepesa (tzw. ciało z dwufazową plastycznością). Definicję tego elementu reologicznego przedstawiono na tle makroskopowego opisu przemian fazowych zachodzących w SMA. Jedną z zalet prezentowanego w artykule podejścia do formułowania zależności fizycznych jest uzyskanie zależności konstytutywnych w postaci jawnych równań różniczkowych. Zastosowanie prezentowanego modelu zostało przedstawione na przykładzie analizy dynamicznej trójwymiarowego elementu skończonego poddanego dynamicznemu wymuszeniu.
6
Content available remote Method of programming the nitinol springs in the space of the kiln chamber
EN
This paper shows a method of programming the NiTinol springs by heating them up in the furnace chamber filled with technical nitrogen. A fully specified methodology, which consists of preparing the spring forms, the numerical analysis of the heating time and the description of the heating process are presented in this article. The effectiveness of the following method is confirmed using research of shape retention after a series of duty cycles performed by an activated NiTinol spring.
PL
W artykule opisano sposób programowania sprężyn z NiTinolu z wykorzystaniem pieca z atmosferą azotu technicznego. W ramach artykułu opisano metodykę procesu. W jej skład wchodzi metoda przygotowania form ze sprężynami, obliczenia numeryczne początkowych nastaw pieca oraz opis procedury wygrzewania w atmosferze azotu. Praca została podsumowana badaniami odwzorowania kształtu sprężyny po procesie programowania.
PL
Ciągły rozwój techniki powoduje zapotrzebowanie na coraz nowsze materiały, spełniające określone wymagania stawiane przez konstruktorów i inżynierów. Jednocześnie rozwijają się nowe technologie wytwarzania i przetwórstw W przypadku wytwarzania stopów metali o szczególnych właściwościach,!; kich jak stopy wykazujące efekt pamięci kształtu, szczególnie istotna jest precyzja w doborze składu chemicznego i zapewnienie atmosfery ochronnej przed w runkami utleniającymi. W ramach przedstawionej pracy zaproponowano wykorzystanie indukcyjnego pieca próżniowego V]M 20-50 produkcji SECO/WARWIO W pracy zaprezentowano eksperyment mający na celu otrzymanie stopu o składzie chemicznym odpowiadającym stopowi z pamięcią kształtu Ni-Ti, którego handlowa nazwa to Nitinol. Jako materiały wsadowe wykorzystano metale o wysokiej czystości: Ni 99,95% i Ti 99,8%. Z otrzymanego wlewka wykonano prób do badań analizy składu chemicznego, analizy fazowej i analizy termicznej DTA.
EN
Continuous development of requires materials having specific properties In simultaneously, new technologies develop focused on manufacturing and processing. In case of alloys production of certain properties, such as shape memory alloys, in which precision of selecting the chemical composition and ensuring a protected atmosphere from oxidising conditions is the more important parameter. For purposes of this paper the tests were performed with the use of a VIM 20-50 furnace (manufactured by SECO-WARWICK) For this paper, an experiment was carried out with the objective of achieving an alloy with a chemical composition equivalent to a shape memory alloy Ni-Ti, for which the retail name is Nitinol. The alloy described has been chosen due to the shape memory property taking effect from a low range of temperatures. The input materials used were high purity metals: Ni 99.9511 and Ti 99.80%. From the obtained ingot samples were made for analysis of the chemical composition, phase analysis and differential thermal analysis.
EN
Non-toxic Ti-Nb-Mo scaffolds were fabricated by sintering rapidly solidified alloy fibers for biomedical applications. Microstructure and martensitic transformation behaviors of the porous scaffolds were investigated by means of differential scanning calorimetric and X-ray diffraction. The α″ – β transformation occurs in the as-solidified fiber and the sintered scaffolds. According to the compressive test of the sintered scaffolds with 75% porosity, they exhibit good superelasticity and strain recovery ascribed to the stress-induced martensitic transformation and the shape memory effect. Because of the high porosity of the scaffolds, an elastic modulus of 1.4 GPa, which matches well with that of cancellous bone, could be obtained. The austenite transformation finishing temperature of 77Ti-18Nb-5Mo alloy scaffolds is 5.1°C which is well below the human body temperature, and then all mechanical properties and shape memory effect of the porous 77Ti-18Nb-5Mo scaffolds are applicable for bon replacement implants.
EN
The paper presents the design procedure and elaborated software for designing calculation of the shape memory alloy (SMA) actuator. The thermo-mechanical behavior of a linear SMA actuator has been studied. The experimental set-up was especially designed to perform the thermo-mechanical characterization of SMA wires. The stroke (s) – temperature (T) hysteresis characteristics have been determined. The cycle of heating and cooling has been performed under a constant load. The model for the SMA actuator s – T behavior has been proposed and successfully implemented. The selected results and conclusions have been presented. The concept proposal of the linear actuator using the SMA wire has been given.
EN
The main goal of this paper is to present results of investigations of the Shape Memory Alloy (SMA) actuator applied in a current sensitive switch. The SMA muscle wire actuates the electric micro switch, breaking the electrical circuit. The prototype stand of the switch, automatically breaking the circuit when overcurrent appears, was designed. The stand consists of a prototype switch construction and a measuring system, allowing for various investigations. The measurement methodology and selected results of the performed experiments are also presented. Finally, the authors try to answer the following question: is it possible to use the SMA actuator as a main drive in a current sensing switch?
EN
The self-accommodated non-modulated martensite of Ni-Mn-Ga single crystal was studied by transmission and scanning electron microscopy in the latter case using the electron backscatter diffraction technique. Three kinds of interfaces existing at different length scales were reported. The first, is the wavy and incoherent interface separating martensite variants observed on the micro-level with no-common crystallographic plane between them. The second is within a single martensite plate where the lattice rotates around one of the {110} pole to accommodate the interfacial curvature between martensite plates. Finally, at the nanoscale the third interface exists, a twin boundary separating internal nanotwins with the {112} type habit plane.
PL
W pracy przeprowadzono obserwacje mikrostruktury monokryształu Ni-Mn-Ga charakteryzujący się nie-modulowaną strukturą martenzytyczną. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem techniki transmisyjnej oraz skaningowej mikroskopii elektronowej. W przypadku drugiej metody zastosowano technikę elektronów wstecznie rozproszonych. Trzy rodzaje granic zostały zaobserwowane oraz opisane. Pierwsza granica jest niekoherentna i występuje w skali mikro pomiędzy płytkami martenzytu, które nie posiadają wspólnej płaszczyzny krystalograficznej o niskich indeksach Millera. Kolejna granica występuje wewnątrz pojedynczej płytki martenzytycznej, której towarzyszy rotacja sieci krystalicznej wokół kierunku {110} obszarów przedzielonych tą granicą w celu akomodacji wygięć granicy występującej między płytkami. W skali nanometrycznej można zaobserwować kolejną granicę równoległą do płaszczyzny krystalograficznej {112} (płaszczyzna bliźniacza), która rozdziela płytki nanobliźniaków.
EN
In the present work we have studied the high-temperature shape memory alloys based on the Ru-Nb system by using two mechanical spectrometers working in temperature ranges from 200 to 1450ºC and -150 to 900ºC. We have studied internal friction peaks linked to the martensitic transformations in the range from 300 to 1200ºC. In addition, we have evidenced another internal friction peak at lower temperature than the transformations peaks, which apparently exhibits the behaviour of a thermally activated relaxation peak, but in fact is a strongly time-dependent peak. We have carefully studied this peak and discussed its microscopic origin, concluding that it is related to the interaction of some structural defects with martensite interfaces. Finally, we perform a complete analysis of the whole internal friction spectrum, taking into account the possible relationship between the time-dependent peak and the martensitic transformation behaviour.
PL
W niniejszej pracy badano wysokotemperaturowe stopy z pamięcią kształtu z układu Ru-Nb, przy użyciu dwóch spektrometrów mechanicznych pracujących w zakresach temperatur od 200 do 1450ºC i -150 do 900ºC. Zbadano piki tarcia wewnętrznego związane z przemianami martenzytycznymi w zakresie od 300 do 1200ºC. Ponadto, wykazano występowanie innego piku tarcia wewnętrznego przy niższej temperaturze niż pików przemiany, który ma cechy aktywowanego termicznie piku relaksacji, ale w rzeczywistości jest to pik silnie zależny od czasu. Dokładnie zbadano ten pik i omówiono jego pochodzenie w mikro skali, stwierdzając, że jest to związane z oddziaływaniem niektórych wad strukturalnych z granicami martenzytu. Na koniec, wykonano kompletną analizę całego spektrum wewnętrznego tarcia, biorąc pod uwagę możliwość związku między pikiem zależnym od czasu i zachowaniem przemiany martenzytycznej.
EN
In this paper a set of simple governing equations of shape-memory alloys was derived by introducing some assumptions and a formula giving temperature variation was obtained by integrating one of the governing equations. The factors affecting the temperature variation depending on loading frequency were analytically investigated from the formula. The obtained temperature variation agreed qualitatively with the measured data. The calculated stress-strain-temperature relationship also agreed qualitatively with the measured data. It was found from the formula that the temperature vibrates sinusoidally and approaches a certain value asymptotically, and that the temperature variation is affected by the ratio of frequency to heat transfer and the ratio of latent heat to generated heat.
16
Content available Materiały porowate do zastosowań medycznych
PL
W artykule poruszono zagadnienia związane z zastosowaniem materiałów porowatych w medycynie wraz technologią ich wytwarzania oraz właściwościami. Zaprezentowano przegląd literaturowy dotyczący materiałów ceramicznych oraz metalicznych, a także część wyników własnych badań naukowych porowatych stopów z pamięcią kształtu.
EN
The paper addresses the issues associated with the application of porous materials in medicine, properties and technology for their preparation. The review of literature of ceramic and metallic materials and also some results of my own research porous shape memory alloys has been presented.
PL
Stopy z pamięcią kształtu NiTi stosowane są na implanty kostne i kardiologiczne. Z uwagi jednak na zjawisko metalozy, tj. przechodzenia składników stopu, w szczególności niklu, do otaczających tkanek, są poddawane różnym obróbkom powierzchniowym w celu poprawy ich odporności na korozję. W artykule przedstawiono badania porównawcze odporności na korozję stopu NiTi przed i po procesie hybrydowym, łączącym azotowanie i utlenianie jarzeniowe w jednym cyklu technologicznym (metoda tlenoazotowania), przy zmiennych czasach utleniania. Przeprowadzono badania elektrochemiczne metodą potencjodynamiczne i spektroskopii impedancyjnej w roztworze Hanka w temperaturze 37°C, wykazując wzrost odporności korozyjnej stopu NiTi z warstwami wytworzonymi w obróbkach jarzeniowych. Wykonano również badania morfologii oraz chropowatości powierzchni stopu NiTi bez i z wytworzonymi warstwami dyfuzyjnymi. Stwierdzono, że proces utleniania jarzeniowego, zwiększył odporność korozyjną stopu NiTi. Wykazano korelację pomiędzy odpornością na korozję a topografią i morfologią badanych materiałów.
EN
NiTi shape memory alloys are used for cardiac and bone implants. However, due to metallosis, i.e. the migration of the alloy constituents into the surrounding tissues, they are subjected to various surface treatment processes in order to improve their corrosion resistance. Comparative studies on the corrosion resistance of NiTi alloy both prior and after hybrid method treatment, which combines both glow-discharge nitriding and oxidizing processes in one technological cycle (oxynitriding), have been carried out. Various oxidation times were used in the treatment. Examinations employing potentiodynamic and EIS methods were carried out in Hank’s solution at 37°C. The obtained results show an increase in corrosion resistance of NiTi alloy after oxynitriding. A negative correlation between corrosion resistance and the thickness of the oxidation layer was also observed. Corrosion resistance tests were supplemented with morphology and roughness tests carried out on an NiTi alloy surface both with and without a diffusive layer.
PL
Stopy z pamięcią kształtu NiTi stosowane są na implanty kostne i kardiologiczne. Z uwagi jednak na zjawisko metalozy, tj. przechodzenia składników stopu do otaczających tkanek, są poddawane różnym obróbkom powierzchniowym w celu poprawy ich odporności na korozję. W artykule przedstawiono badania porównawcze odporności na korozję stopów NiTi bez i po procesie tlenoazotowania jarzeniowego w niskotemperaturowej plazmie. Przeprowadzono badania metodą potencjodynamiczną i spektroskopii impedancyjnej wykazując wzrost odporności korozyjnej tych stopów po obróbce jarzeniowej. Wykonano również badania morfologii oraz chropowatości powierzchni stopu NiTi bez i z wytworzoną warstwą dyfuzyjną. Stwierdzono, że proces tlenoazotowania jarzeniowego zwiększył odporność korozyjną stopu NiTi.
EN
NiTi shape memory alloys are used for cardiac and bone implants. However, due to metalosis, i.e. the migration of the alloy constituents into the surrounding tissues, they undergo various surface treatment processes in order to improve their corrosion resistance. In this article, a comparative study of NiTi alloys’ corrosion resistance both prior and after oxynitriding glowdischarge treatment in a low-temperature plasma process at the temperature of 300 °C is presented. Examinations with the use of potentiodynamic and impedance spectroscopy methods were carried out, which show a corrosion resistance increase of NiTi shape memory alloys after glow-discharge assisted oxynitriding. Corrosion resistance tests were supplemented by morphology and roughness tests carried out on NiTi alloy surfaces both with and without a diffusive layer.
EN
NiTi shape memory alloys are used for bone and cardiological implants. However, on account of metalosis effect, i.e. the migration of the alloy constituents into the surrounding tissues, they are submitted to various surface treatment processes in order to improve their corrosion resistance. In this article, comparative study of NiTi alloys corrosion resistance both after the process of nitriding in low-temperature plasma at the temperature of 300°C (which guarantees preservation of their favourable functional properties) and without submitting them to this process is presented. Examinations with the use ofpotentiodynamic and impedance spectroscopy methods were made which show an increase of corrosion resistance after the glow discharge assisted nitriding. Corrosion resistance tests were supplemented by morphology and roughness tests of NiTi alloy surface both with diffusive layer and without it.
PL
Stopy z pamięcią kształtu NiTi stosowane są na implanty kostne i kardiologiczne. Ze względu jednak na zjawisko metalozy, tj. przechodzenia składników stopu do otaczających tkanek, są poddawane różnym obróbkom powierzchniowym w celu poprawy ich odporności na korozję. W artykule przedstawiono badania porównawcze odporności na korozję stopów NiTi bez i po procesie azotowania w niskotemperaturowej plazmie w temperaturze 300°C, tj. gwarantującej zachowanie ich korzystnych właściwości użytkowych. Przeprowadzono badania metodą potencjodynamiczną i spektroskopii impedancyjnej, wykazując wzrost odporności korozyjnej tych stopów po procesie azotowania jarzeniowego. Jako uzupełnienie badań korozyjnych zrealizowano również badania morfologii oraz chropowatości powierzchni stopu NiTi bez i z wytworzoną warstwą dyfuzyjną.
20
Content available Smart materials as modern engineering substances
EN
The article presents the type and use of intelligent materials in aviation and medicine. Their basic features and properties have been discussed. Moreover, the authors quote examples of different uses of intelligent materials, both the existing ones and those in design and development stages. Their use is claimed to be increasing the efficiency and reliability of processes and equipment as well as facilitates the development of new mechanisms.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.