형상기억합금은 어떻게 만드나요??
안녕하세요
형상기억합금이라고해서 고온에서 기억시킨 형상을 상온에서 변형시켜도 가열하면
원래대로 돌아오는 특성을 지닌 금속이라고 하는데요
어떤 원리를 통해서 만드나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.
실온이나 실온보다 더 낮은 저온에서 모양이나 형태를 변형시켜도 가열하면 변형 전의 형태로 되돌아가는 성질이 있는 합금. 1960년대 미국의 W. 뷸러가 형상 기억 반응을 나타내는 합금(니켈＋티타늄; 니티놀)을 발견하면서 연구가 진행되었다. 현재 사용되는 합금으로서는 니켈-티타늄 합금, 구리-아연-알루미늄 합금이 있다. F14 전투기의 파이프 계수, 인공위성의 안테나, 온실 창의 개폐 장치, 인공 관절, 심장 펌프, 화재시의 방화문, 온도 센서 등에 사용되고 있다.
출처:기술용어사전
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어 입니다.
형상기억합금은 주로 니켈과 티타늄을 혼합한 니켈-티타늄 합금이 많이 사용됩니다. 특정 온도 이상에서 미세구조가 변형되는 마르텐사이트라는 결정구조로 인해 고온에서 설정한 형상을 얻게 됩니다. 이후 상온으로 냉각되어도 이 형상이 유지되며, 다시 가열하면 원래의 결정구조로 돌아가면서 처음 설정한 형상으로 복귀합니다. 이러한 특성은 니켈-티타늄 합금의 독특한 결정구조 변화와 관련이 있습니다.
안녕하세요. 아하의 전기전자 분야 전문가입니다.
형상기억합금은 주로 니켈과 티타늄을 혼합한 니티놀(Nitinol)을 많이 사용합니다. 기억 형상 효과는 금속의 결정 구조 변형으로 발생합니다. 고온에서는 아오스테나이트 상태가 되고, 냉각되면 마르텐사이트 상태가 됩니다. 이 변형이 가역적이라 다시 가열하면 원래의 아오스테나이트로 돌아가면서 이전의 형상을 회복합니다. 이러한 기초는 재료의 탄성적, 결정구조적 특성을 조합한 것입니다. 질문자분께서 추가적으로 알아보고 싶은 부분이 있다면 더 많은 실험과 연구가 필요할 수 있습니다. 좋은 하루 보내세요!
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
형상기억합금은 특정 온도에서 기억된 형태를 변형시킨
후에도 다시 가열하면 원래 형태로 돌아오는 특성을 가진 금속입니다.
이 놀라운 기능은 금속 결정 격자의 특별한 변화에 기인합니다.
형상기억합금은 두 가지 주요 온도 Ms와 Af를 가지
고 있습니다.
Ms는 마르텐사이트 변태 시작 온도이며 Af는
마르텐사이트 변태 종료 온도입니다.
Ms 아래의 온도에서는 형상기억합금이
마르텐사이트라는 결정 구조를 가지고 있으며
이 구조는 쉽게 변형될 수 있습니다.
Af 이상의 온도에서는 오스테나이트라는
결정 구조를 가지고 있으며 이 구조는
더 안정적이고 변형에 대한 저항력이 높습니다.
형상기억 효과는 다음과 같은 과정을 통해 발생합니다.
기억합금을 Af 이상의 온도로 가열하여 오스테나이트
구조로 만든 후 원하는 형태로 변형합니다.
형상기억합금을 Ms 아래의 온도로 냉각하면 마르텐사이트
구조로 변합니다. 이 과정에서 변형된 형태가 유지됩니다.
형상기억합금을 다시 Af 이상의 온도로 가열하면 오스테나
이트 구조로 변합니다. 이 과정에서 내부 응력이 발생하여 변형된 형태가
원래 기억된 형태로 복원됩니다.
형상기억합금의 이러한 특성은 다양한 분야에서 활용됩니다
대표적인 응용 분야로는 다음과 같습니다.
교정치료용 와이어 인공 관절 혈관 스텐트 등
자동차 부품 항공기 부품 로봇 부품 등
안경테 옷걸이 열 변형 스위치 등
형상기억합금은 아직 개발 초기 단계이지만 앞으로
더욱 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대됩니다.
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안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 형상기억합금(形狀記憶合金, Shape-memory alloy)이란 다른 모양으로 변형시키더라도 가열에 의하여 다시 변형 전의 모양으로 되돌아오는 성질을 가진 합금을 말한다. 예를 들면 곧게 뻗은 형상기억합금의 막대를 코일 모양으로 구부려 놓는다. 얼마 있다가 더운물에 넣으면 마치 이전의 모양을 기억하고 있었던 것처럼 똑바로 펴진다.
이 합금의 또 하나의 특징은 강한 복원력이다. 원래의 모양으로 돌아갈 때, 변형에 소요된 힘의 5배 가량의 힘을 낸다. 형상기억 효과에는 한번 원래의 모양으로 돌아가면 그만인 것과 처음에 변형시켜 두면 온도차에 의해서 몇 번이라도 효과를 나타내는 것의 두 종류가 있는데 현재 실용화되고 있는 것은 앞의 것뿐이다.
형상기억효과를 나타내는 합금으로서는 티타늄·니켈 합금이 대표적인데, 그 밖에 동계(銅系)의 합금이 연구, 개발 중에 있다.
출처 : 위키백과 - 형상기억합금
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
형상기억합금은 고온에서 기억된 형상을 상온에서 변형시켜도 다시 가열하면 원래대로 돌아오는 특성을 지니는 금속입니다. 이러한 특성은 주로 니켈 티타늄 구리 등의 합금으로 만들어집니다. 이 합금은 고온에서 특정한 형태로 가열되고 냉각되면 그 형태를 기억하게 됩니다. 그리고 상온에서 변형시켜도 다시 가열하면 원래의 형태로 돌아오게 됩니다. 이러한 원리는 니켈과 티타늄의 결정구조 변화와 관련이 있습니다. 이러한 형상기억합금은 의료 분야에서는 스텐트나 치아 치료 등에 사용되고 있으며 자동차나 항공기 등의 산업 분야에서도 활용되고 있습니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
형상기억합금은 일반적으로 니켈, 티타늄, 구리 등의 합금으로 만들어집니다. 이러한 합금은 특정 온도에서 형상을 기억하고, 변형된 형상으로 돌아가는 성질을 가지고 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
형상기억합금은 특정 온도에서 형상을 "기억"하고, 다른 온도에서 변형을 가해도 원래 온도로 가열하면 다시 원래 형태로 돌아가는 특성을 가진 금속입니다. 이 특성은 결정 구조 변화에 기인합니다.
형상기억합금은 온도 변화에 따라 두 가지 결정 구조를 가지고 있습니다. 고온에서는 모상(austenite)이라는 입방 구조를, 저온에서는 변태상(martensite)이라는 면심 정방 구조를 가지고 있습니다. 고온에서 원하는 형태로 만들고 저온으로 식힌 후 변형을 가하면, 변태상의 결정 구조는 변형된 상태로 유지됩니다. 하지만 다시 고온으로 가열하면 모상으로 변태하면서 원래 형태로 돌아오게 됩니다.
이러한 형상기억 효과는 결정 격자 내 원자의 위치 변화와 열역학적 자유 에너지 변화와 관련됩니다. 변형 과정에서 결정 격자 내 원자의 위치는 변하지만, 원자 간 결합은 끊어지지 않습니다. 고온으로 가열되면 열역학적 자유 에너지가 감소하고, 원래의 결정 구조로 돌아가면서 원래 형태를 회복하게 됩니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
형상기억합금은 특별한 속성을 가진 금속재료로, 변형된 형태에서 원래의 형태로 돌아갈 수 있는 능력을 갖고 있습니다. 이러한 합금은 다양한 분야에서 활용되며, 주로 니켈과 티타늄(Ni-Ti) 합금으로 알려져 있습니다.
진공 아크용해법 (Vacuum Arc Melting): 니켈과 티타늄을 특정 비율로 섞어 합금을 만듭니다. 이 합금을 틀에 부어 원하는 모양을 만듭니다. 식으면 구부러지더라도 일정한 온도가 되면 원래의 형태로 돌아갑니다. 형상기억합금은 의료 분야의 스텐트, 치열 교정 와이어, 안경테, 관이음쇠 등에 널리 사용되고 있습니다.
