Nitinol ( anglicky nitinol , titan niklid, název pochází z angličtiny nikl - nikl, anglicky titan - titan, anglicky Naval ordnance laboratory , zkr. NOL - US Naval Artillery Laboratory ) - intermetalická sloučenina , sloučenina titanu a niklu , v procentuálním poměru 45 % (titan) - 55 % (nikl) a se stejným počtem atomů každé látky. Název byl získán kombinací vzorce (NiTi) a zkratky názvu místa, kde byl vyvinut ( N aval O rdnance L aboratory→NOL) . Tato sloučenina má neobvykle vlastnost tvarové paměti . Pokud se část složitého tvaru zahřeje na červený žár, pak si tento tvar zapamatuje. Po ochlazení na pokojovou teplotu se může díl zdeformovat, ale při zahřátí nad 40 °C obnoví svůj původní tvar. Toto chování je způsobeno skutečností, že tento materiál je ve skutečnosti intermetalickou sloučeninou , nikoli klasickou slitinou, a vlastnosti výchozích materiálů (Ni, Ti) v něm prakticky nejsou vyjádřeny. Unikátní je vlastnost, díky které je při zhášení uspořádáno vzájemné uspořádání atomů, což vede k zapamatování tvaru.
Objev efektu tvarové paměti se datuje do roku 1932, kdy švédský badatel Arne Olander poprvé zaznamenal tuto vlastnost u slitin zlata a kadmia. Stejný efekt byl objeven u slitin mědi a zinku na počátku 50. let. Sovětští metalurgové G. V. Kurdyumov a L. G. Khandros v roce 1948 předpověděli a v roce 1949 objevili slitinu na bázi hliníkového bronzu, obdařenou schopností po výrazných plastických deformacích obnovit svůj původní tvar zahřátím na určitou teplotu. V roce 1980 byl tento vynález uznán jako objev a stal se známým jako Kurdyumovův jev (Jev termoelastické rovnováhy při fázových přeměnách martenzitického typu je Kurdyumovův jev. Objev č. experimentální objev). V roce 1962 objevil William Buhler spolu s Frederickem Wangem při výzkumu v námořní laboratoři silný efekt tvarové paměti u slitiny na bázi niklu a titanu. Ačkoli byly okamžitě rozpoznány potenciální aplikace nitinolu, skutečné pokusy o komercializaci slitiny proběhly o deset let později. Toto zpoždění bylo způsobeno z velké části extrémní obtížností tavení, rafinace a zpracování slitiny.
Výroba slitiny je poměrně složitý proces sestávající z několika fází:
Výrobu komplikuje skutečnost, že pro získání kvalitní slitiny je nutné pečlivě ověřit množství primárních složek a při tavení titan snadno interaguje s plyny [3] , proto tavení probíhá pomocí metoda vakuové indukce a přetavování vakuovým obloukem. Také tepelné zpracování nitinolu vyžaduje vysokou přesnost, protože doba trvání a teplota silně ovlivňují teploty fázové transformace.
Při vakuové indukční metodě se originální ingot připravuje v grafitových pecích. To umožňuje dobře promíchanou slitinu, ale dochází k určitému spojení titanu a uhlíku . Vakuové obloukové přetavení je nezbytné pro snížení obsahu nečistot a vměstků a také pro poskytnutí potřebné struktury lití. Následuje odlévání pro získání polotovarů a dodání potřebného tvaru polotovarům.
Materiál se používá v lékařství zejména k léčbě pacientů s nemocemi a úrazy pohybového aparátu: pectus excavatum ("ševcova hruď"), zlomeniny obratlů, Hallux Valgus (boule na nohou). Používá se také ve stomatologii pro ortodontickou léčbu: kovové oblouky konzolových systémů jsou vyrobeny z tohoto materiálu. [5] [6]