Никель-титановый сплав, обычно называемый нитинолом, обладает отличительной особенностью, известной как эффект памяти формы. Чтобы вызвать этот эффект, нитинол изначально нагревают до температур, превышающих 500 градусов по Цельсию (932 градуса по Фаренгейту), сохраняя при этом заданную форму. Точный контроль температуры, времени и закалки необходимы для достижения эффективного эффекта памяти формы. После надлежащей обработки нитинол может быть деформирован в любую желаемую форму при комнатной температуре. Впоследствии, при нагревании выше определенной температуры (в данном случае близкой к точке кипения воды), он претерпевает упругое возвращение к форме, которую он изначально сохранял. В этой демонстрации демонстрируются два объекта на основе нитинола, предварительно обученные принимать две различные формы. При нагревании нитиноловая проволока обучается выпрямляться, в то время как нитиноловая пружина обучается возвращаться к своей первоначальной пружинообразной форме. Физическая основа эффекта памяти формы связана с фазовым превращением в кристаллической структуре, переходящим из мартенситного состояния в аустенитное.
Для создания теплового двигателя на основе нитинола мы используем нитиноловую проволоку толщиной 0,5 мм, предварительно подготовленную для сохранения прямой ориентации при нагреве выше 80 градусов Цельсия. Концы проволоки спаяны, образуя петлю, охватывающую колеса с различными радиусами, как показано на видео. Когда нижнее (и меньшее) колесо частично погружено в горячую воду, превышающую 80 градусов Цельсия, часть проволоки, охватывающая колесо, пытается выровняться по прямой линии, что приводит к натяжению. Крутящие моменты, действующие на колесо с двух сторон проволокой, неизбежно несбалансированы из-за различных факторов, включая неравномерный контакт с горячей водой и неидеальную круглую форму колеса, среди прочих. Это в конечном итоге приводит к вращению колес в определённом направлении. В качестве альтернативы, можно направлять вращение системы, погрузив нижнее колесо в горячую воду под углом.
Эта демонстрация была собрана и представлена студентом Техасского университета A&M @tamu в рамках программы #TAMUDEEP.
👍 Ставьте лайки и подписывайтесь, чтобы получать интересные научные материалы!
➡️ Ссылки: https://linktr.ee/tamuphysastr
#fyp #experiment #shortvideo #engineering
Информация по комментариям в разработке