Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przemysł z pamięcią kształtu

Siadkowska Ksenia

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2023

|

nr 7-8

16--19

PL

Stopy z pamięcią kształtu, zwane także materiałami inteligentnymi, zostały odkryte niecałe sto lat temu. Ich nietypowe zachowanie polega na powracaniu do ustalonego kształtu pod wpływem ciepła, oczywiście przy pewnych ograniczeniach wielkości odkształceń i zakresu temperatur.

2

Wykonanie indukcyjnego pieca próżniowego do wytwarzania stopów z pamięcią kształtu

Węcki Bartosz, Maciąg Tomasz

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2021

|

Vol. 88, nr 3-4

14--18

PL

Ciągły rozwój techniki powoduje zapotrzebowanie na coraz nowsze materiały, spełniające określone wymagania stawia-ne przez konstruktorów i inżynierów. Jednocześnie rozwijają się nowe technologie wytwarzania i przetwórstwa. W przypadku wytwarzania stopów metali o szczególnych właściwościach, takich jak stopy wykazujące efekt pamięci kształtu, szczególnie istotna jest precyzja w doborze składu chemicznego i zapewnienie atmosfery ochronnej przed warunkami utleniającymi. W ramach przedstawionej pracy zaproponowano wykorzystanie indukcyjnego pieca próżniowego VIM 20-50 produkcji SECO/WARWICK. 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 próbki do badań analizy składu chemicznego, analizy fazowej i analizy termicznej DTA.

EN

Continuous development of requires materials having specific properties. In simultaneusly, 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 most 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 99.95% and Ti 99.80%. From the obtained ingot samples were made for analysis of the chemical composition, phase analysis and differential thermal analysis.

3

A computational and experimental study of shape memory alloy spring actuator

Stachowiak Dorota, Kurzawa Milena

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 7

29--32

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.

4

Structure and physical properties of Fe59Mn27Ni7Cr3Si4 shape memory alloy

Lipiński Piotr, Kowalik Dawid, Kowalski Tomasz, Królicki Michał, Hasiak Mariusz

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2019

|

Vol. 7, no. 1

10--16

EN

In this work the authors present the properties of the Fe59Mn27Ni7Cr3Si4 (at. %) shape memory alloy. Two different phases were discovered during the XRD analysis and Fe-Mn phase was identified. The hardness of the investigated material in the as-cast state was 194 HV. The nano hardness was 511 HV and Young modulus was determined as 159 GPa. AFM and LFM tests allowed to observe linear arrangement of one phase formed as multiple irregular separations. Shape memory effect was not observed in the temperature range 22 – 600oC.

5

Experimental study of Fe-Ni-Ti-Cr system

Hoppe Viktoria, Gibas Anna, Grzegorczyk Weronika, Małecki Marcin, Hasiak Mariusz

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2019

|

Vol. 7, no. 1

1--14

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.

6

Analiza stanów pracy aktuatora wykonanego ze stopu Ni-Ti pracującego w układzie szeregowym ze sprężyną stalową

Kurzawa M., Stachowiak D.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2018

|

No. 95

141--152

PL

W pracy przedstawiono algorytm i oprogramowanie do wyznaczania rozkładu sił w układzie składającym się z dwóch sprężyn: sprężyny wykonanej ze stopu Ni-Ti i sprężyny stalowej. Program umożliwia wstępne zaprojektowanie aktuatora sprężynowego wykonanego ze stopu z pamięcią kształtu (SMA) pracującego w układzie szeregowym ze sprężyną stalową. Obliczono rozkład sił w zaprojektowanym układzie dla stanu wysoko i niskotemperaturowego. Przedstawiono wybrane wyniki eksperymentalnego wyznaczania charakterystyk dynamicznych z uwzględnieniem zmian długości sprężyny SMA i temperatury w funkcji czasu przy liniowo narastającym obciążeniu i przy skokowym załączaniu i wyłączaniu prądu.

EN

In the paper the algorithm and the computer software for determining the distribution of forces in a system consisting of two springs are presented. A system consisting of a spring made of Ni-Ti alloy and a steel spring has been considered. The main task of this software is designing of a spring actuator made of a shape memory alloy (SMA) operating in a series with a steel spring. The distribution of forces in the designed system for high and low temperature condition has been calculated. Selected results of laboratory tests of the designed spring system have been given. The dynamic characteristics have been presented, taking into account changes in the length of the SMA spring and temperature as a function of time with a linearly increasing load and at stepping on and off the current.

7

Constitutive modelling and numerical implementation of SMA material with internal loops

Zbiciak A., Wasilewski K.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 4/I

211--232

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.

8

Different Types of Ventilation Systems of Munitions

Wiśniewski A.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2017

|

Vol. 8, Nr 4 (30)

23--36

EN

In the article it is presented the guideline and requirements for construction and technology designing of munition, that allows mitigation and decreasing after effects of stimuli impacting the Insensitive Munition (IM), used in military equipment, i.e. in case of pressure and temperature increase during fire, fast and slow heating, sympathetic detonation, perforation of the munition by a projectile, a fragment or a shaped charge jet. The construction of the IM munition is specified with the use of barriers, ventilation/deaeration of the munition case and double-purpose technology. The features of the active and passive/inert ventilation systems of the IM munition are presented, examples of absorbing energy materials and structure of covers/barriers of a „sandwich” type. Depending on the IM classes of threats and different representative standards and one metric of munition response and technology maturity, there are different consequences of detonation, explosion, deflagration/propulsion, burn, not sustained reaction, etc. observed. Some examples are presented with the use of the shaped-memory alloys or polymers in the Insensitive Munition.

PL

W artykule zaprezentowano wytyczne i wymagania dotyczące projektowania konstrukcji i technologii amunicji, które pozwalają złagodzić i zmniejszyć efekt bodźca uderzenia w amunicję małowrażliwą (IM) stosowaną w sprzęcie wojskowym, tj. w przypadku wzrostu ciśnienia i temperatury w czasie palenia, szybkiego i powolnego ogrzewania, przenoszenia detonacji, przebicia amunicji przez pocisk, odłamek lub strumień pocisku kumulacyjnego. W konstrukcji amunicji małowrażliwej (IM) pokazano użycie barier, wentylacji/odpowietrzenia obudowy amunicji i technologii o podwójnym zastosowaniu. Zaprezentowano cechy aktywnych i pasywnych systemów wentylacji bezwładnościowej amunicji małowrażliwej, przykłady materiałów absorbujących energię i strukturę pokryć/barier typu „kanapka”. W zależności od klasy zagrożeń amunicji małowrażliwej (IM) i różnych odpowiednich standardów dla amunicji o długości jednego metra, zaawansowania technologii, obserwuje się różne rezultaty detonacji, wybuchu, deflagracji/napędzania, palenia, niepodtrzymywania reakcji itp. Zaprezentowano przykłady użycia stopów lub polimerów z pamięcią kształtu w amunicji małowrażliwej.

9

Non-Modulated Martensite Microstructure With Internal Nanotwins In Ni-Mn-Ga Alloys

Szczerba M. J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2267--2270

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.

10

Internal Friction and Dynamic Modulus in Ultra-High Temperature Ru-Nb Functional Intermetallics

Nó M. L., Dirand L., Denquin A., San Juan J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

3069--3072

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.

11

Application of shape memory alloy in harvesto-absorber system

Kęcik K.

Acta Mechanica et Automatica

|

2015

|

Vol. 9, no. 3

155--160

EN

This paper presents a conception of the harvester-absorber system consisting of two parts. The first is the pendulum attached to the main system (oscillator), which is suspended on the linear damper and the nonlinear spring made of shape memory alloy. The spring is modelled as a polynomial function based on Landau–Ginzburg theory of phase transitions (similar as ferroelectric and ferromagnets). The obtained results show, that SMA element can increase harvesting energy level, while the absorber effect can be impaired (but not loss). Additionally, introducing SMA element causes changes in dynamics, introduces a new unstable solutions and bifurcations. The analysis was done by classical integration and continuation solution methods.

12

Materiały porowate do zastosowań medycznych

Szczepkowska M., Łuczuk M.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2014

|

z. 2 (8)

231--239

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.

13

Wpływ parametrów tlenoazotowania jarzeniowego na odporność korozyjną stopu NiTi z pamięcią kształtu

Kamiński J., Borowski T., Tarnowski M., Wierzchoń T.

Ochrona przed Korozją

|

2013

|

nr 11

464--468

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.

14

Wpływ niskotemperaturowego tlenoazotowania jarzeniowego na odporność korozyjną stopu NiTi z pamięcią kształtu

Kamiński J., Borowski T., Tarnowski M., Ossowski M., Lekston Z., Wierzchoń T

Ochrona przed Korozją

|

2013

|

nr 5

209--216

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.

15

The inﬂuence of low temperature glow discharge assisted nitriding on corrosion resistance of NiTi shape memory alloy

Kamiński J., Borowski T., Tarnowski M., Ossowski M., Rożniatowski K., Lekston Z., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

286--289

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.

16

Structure of TCP layer deposited on surface of NiTi shape memory alloy

Goryczka T., Dudek K., Szaraniec B., Lelątko J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

265--268

EN

The number of NiTi shape memory alloy application in medicine grows from year to year. However, relatively high contents of nickel cause concern for their migration to a human body. Especially, it appears, when they are going to be applied for long-term implants. In order to increase biocompatibility and corrosion resistance, surface of NiTi alloy is modified with deposition of protective layer. The layer can play also additional function for example: osteointegration. However, to stiff and/or thick protective layer as well as high temperature of their deposition can limit or completely block shape memory effect. In presented work, the ß-TCP was electrophoretically deposited on surface of the NiTi alloy. The protective layer was deposited with use of voltage from range of 20÷45 V and deposition time varied from 15 s to 30 s. Homogeneous layer formed from ß-TCP phase was produced with voltage of 30 V and time 30 s. Applied deposition procedure allowed avoid of the B2 parent phase decomposition to equilibrium phases.

PL

Liczba praktycznych zastosowań stopów NiTi wykazujących efekt pamięci kształtu w medycynie wzrasta z roku na rok. Jednakże zastosowanie tych stopów na długoterminowe implanty jest ograniczone obawami przed uwalnianiem się jonów niklu do organizmu człowieka. W celu zwiększenia biokompatybilności oraz odpomości korozyjnej powierzchnię stopów NiTi modyﬁkuje się przez nanoszenie warstw ochronnych, które mogą również pełnić dodatkowe funkcje, np. polepszać osteointegrację. Jednakże zbyt sztywne i/lub zbyt grube powłoki ochronne oraz zbyt wysoka temperatura ich nanoszenia mogą ograniczyć lub nawet całkowicie zablokować efekt pamięci kształtu. W pracy zastosowano trójfosforan wapnia nanoszony elektroforetycznie na powierzchnię stopu NiTi. Warstwę ochronną nanoszono w temperaturze pokojowej, stosując napięcie z zakresu 20÷45 V oraz czas nanoszenia od 15 do 30 s. Homogeniczną warstwę złożoną z cząstek ß-TCP na powierzchni NiTi uzyskano przy napięciu 30 V oraz czasie 30 s. Warunki elektroforetycznego nanoszenia warstwy nie spowodowały rozpadu fazy macierzystej stopu NiTi na fazy równowagowe.

17

Functional warp-knitted fabrics with integrated superelastic NiTi filaments

Janouchova K., Heller L., Vysanska M.

Autex Research Journal

|

2012

|

Vol. 12, no. 2

34--39

EN

We report on a particular direction of currently conducted extended research on novel textiles with integrated thin metallic filaments made of an intermetallic shape memory NiTi alloy exhibiting functional behaviour such as superelastic deformation up to 10% and a thermally induced shape memory effect. Within this research direction we focus on development of single and multi-layered warp-knitted fabrics that are directionally reinforced with superelastic NiTi filaments. First, we describe the expected properties of such novel structures and their potential applications. Second, we present the functional thermomechanical behaviour of applied superelastic NiTi filaments. Third, we address questions related to the design and fabrication of warp-knitted fabrics with integrated NiTi filaments. Then, we describe experimental methods applied on novel functional textiles in order to evaluate their functional properties. Finally, we present and discuss results of experiments carried out on these novel functional textiles.

18

Warstwa wierzchnia aluminium modyfikowana impulsem lasera

Rozmus-Górnikowska M.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 5

851-854

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań topografii, mikrostruktury oraz chropowatości powierzchni warstwy wierzchniej aluminium technicznie czystego, otrzymanej w wyniku laserowego odkształcania. Proces laserowego odkształcania przeprowadzono za pomocą lasera impulsowego ReNOVALaser Nd:YAG z modulacją Q, czasem trwania impulsu 18 ns oraz gęstością mocy 0,1 GW/cm2. Badania wykazały, że obróbka wiązką lasera o zastosowanych parametrach procesu LSP powoduje odkształcenie plastyczne warstwy wierzchniej aluminium. Proces nie jest jednak czysto mechaniczny, ale cieplno-plastyczny. Badania za pomocą mikroskopu elektronowego skaningowego topografii powierzchni w kontraście elektronów wtórnych (SEM SE) wskazują, że krótki impuls lasera, ale o dużej gęstości mocy, spowodował przetopienie warstwy metalu (rys. 4). Grubość warstwy przetopionej wynosiła jednak jedynie około 1 ?m, a pod cienką warstwą przetopioną znajdował się materiał odkształcony, charakteryzujący się dużą gęstością dyslokacji (rys. 7).

EN

The effect of the Laser Shock Processing (LSP) on the topography, microstructure and roughness of the surface of commercially pure aluminum was studied. LSP process was performed with a high-power Q-switched Nd:YAG ReNOVALaser, operating in a pulse mode (18 ns), with a power density of 0.1 GW/cm2. It has been found that the laser shock processing induced plastic deformation of the surface layer of the investigated aluminum. The conditions of treatment caused that the process was not purely mechanical but thermomechanical one. The SEM images of the treated surfaces showed that the laser shock processing brought about melting of the thin surface layer of investigated aluminum (Fig. 4). However the thickness of the melting zone was only about 1 ?m, and in the surface layer under the thin melted zone a high density of dislocations were visible (Fig. 7).

19

Lokalny efekt pamięci kształtu w stopie NiTi przed i po implantacji jonowej

Levintant-Zayonts N., Kucharski S.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 5

855-861

PL

W pracy zastosowano metodę implantacji jonowej (jako techniki konstytuowania warstw wierzchnich) do modyfikacji własności stopu z pamięcią kształtu (SMA - Shape Memory Alloy) NiTi w postaci martenzytycznej. Przedmiotem badań było określenie zmian własności układu "warstwa implantowana + rdzeń" (rys. 2), powstałego po implantacji azotem (1×1018 j/cm2, 65 keV) stopu NiTi oraz określenie wpływu implantacji jonowej na własności lokalnego efektu pamięci kształtu (EPK). Przedstawiono badania wybranych charakterystyk funkcjonalnych: wartości charakterystycznych temperatury implantowanego stopu NiTi, a także zmian trwałych odkształceń w zależności od temperatury. Wykorzystano test mikroindentacji i profilometrii skaningowej. Metodą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) badano mikrostrukturę stopu NiTi, a pomiary RBS zastosowano do oszacowania profili koncetracji pierwiastków po implantacji jonowej. W pracy potwierdzono, że zachowanie materiału NiTi bardzo zależy od temperatury. Pokazano również, że test wgniatania wgłębnika kulistego w powierzchnię może posłużyć do identyfikacji implantowanej warstwy.

EN

Extraordinary shape memory and superelastic properties of Shape Memory Alloy (SMA) are a result of the reversible martensitic transformation effect. Problem of improving of the surface protective properties and maintenance of functional properties of SMAs is the most acute for potential applications of this material and is a subject of research and development. This paper presents a changes of selected mechanical properties of shape memory NiTi alloy surface after nitrogen ion implantation treatment with dose 1×1018 j/cm2 and beam energy 65 keV. For these investigations we used a combination of spherical microindentation and scanning profilometry tests. DSC technique was used to determine critical temperatures of phase transformation of non-implanted and ion implanted NiTi samples. In our studies we consider the "implanted layer+substrate" composites (Fig. 2). We applied the TEM and RBS techniques to investigation the depth distributions of implanted and basic atoms and microstructure of NiTi.

20

Measurements of SMA properties using advanced optical methods

Rączka W., Sioma A.

Mechanics and Control

|

2010

|

Vol. 29, no. 1

32-39

EN

Shape Memory Alloys are called smart or advanced materials because of their special features which are very useful in the latest solutions. Therefore, it is very important to gain a good knowledge of all these features for the purposes of modeling, describing, and ultimately controlling the behavior of these materials. This paper describes how to measure selected properties of SMA. It describes how to measure real temperature and diameter of thin SMA wires. At the end, we use a high speed camera to find out how an SMA wire breaks during stretching.

PL

Stopy z pamięcią kształtu (Shape Memory Alloys - SMA) nazywane są zaawansowanymi materiałami ze względu na ich specjalne własności, które są chętnie stosowane w nowoczesnych rozwiązaniach technicznych. Identyfikacja ich w celu lepszego poznania, modelowania a także sterowania ich parametrami jest niezbędna we właściwym stosowaniu tych materiałów. W artykule opisano, jak zmierzyć rzeczywistą temperaturę i średnicę cienkiego drutu SMA z wykorzystaniem kamery termowizyjnej i mikrometru laserowego. Opisano również badania z użyciem kamery HSC zjawisk zachodzących w trakcie zerwania drutu SMA.