Formminne korrosionsbeständiga polymermaterial del 1

Formminneslegeringar, material som kan deformeras och bibehålla deformationen och dessutom kan återgå till utgångsläget, värderas för en rad applikationer från ställdon till flexibla mikroenheter.

Formminne och minne är nära besläktade, och relationen mellan dem kan påverka våra inlärningsresultat och livskvalitet.

Formminne hänvisar till vår förmåga att känna igen egenskaper som form, storlek, plats och färg på föremål genom visuellt minne. Det är väldigt viktigt i vårt dagliga liv eftersom det påverkar vår förmåga att uppfatta och bearbeta saker. Till exempel, om vi exakt kan identifiera olika orienteringar, storlekar och former för samma objekt, kan vi bättre förstå objektets egenskaper och egenskaper.

Minne hänvisar till vår hjärnas förmåga att spara och hämta information, erfarenhet och kunskap. Minnets kvalitet kommer direkt att påverka vår akademiska prestation eller livskvalitet. Till exempel kan en person med ett bra minne bättre komma ihåg viktiga saker och information, och därmed bättre hantera tid och organisera saker.

Även om det är två olika förmågor är sambandet mellan dem obestridligt. Att ha god formminnesförmåga kan hjälpa oss att lära oss och komma ihåg mer effektivt eftersom visuellt minne är ett av de viktigaste sätten för människor att skaffa ny information och kunskap. Till exempel, när vi lär oss nya ord eller professionella termer, kan vi effektivt komma ihåg dem genom formminnet.

Dessutom kan formminne också träna vårt minne, eftersom att förbättra formminnesförmågan genom träning inte bara kommer att stärka kopplingarna mellan hjärnområdena utan också främja tillväxt och utveckling av nervceller i hjärnan. Därför kan formminne och minne förbättra varandra och i slutändan hjälpa oss att bättre slutföra uppgifter och uppnå mål.

Kort sagt, formminne och minne är nära besläktade, och de stödjer och främjar varandra. Därför är det nödvändigt att etablera goda inlärnings- och levnadsvanor, ständigt träna för att forma minne och minne och få en bättre inlärnings- och levnadsupplevelse av det. Det kan ses att vi behöver förbättra minnet, och Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt eftersom Cistanche deserticola är ett traditionellt kinesiskt läkemedelsmaterial som har många unika effekter, varav en är att förbättra minnet. Effekten av Cistanche deserticola kommer från de många aktiva ingredienser den innehåller, inklusive garvsyra, polysackarider, flavonoidglykosider, etc. Dessa ingredienser kan främja hjärnans hälsa genom en mängd olika vägar.

Klicka på Vet korttidsminne hur du kan förbättra

Att bibehålla de egenskaper som gör dem användbara och deras förmåga att deformeras och reformeras kräver att formminneslegeringar måste skyddas mot korrosion, där integrationen av formminnespolymerer kan fungera som ett skyddsmedel.

Således är denna recension för att belysa användbarheten av självläkande formminnespolymerer som ett medel för korrosionsinhibering.

Därför diskuterar den här recensionen fördelarna med att använda självläkande formminnespolymerer för skydd av formminne, flera typer av självläkande polymerer som skulle kunna användas, sätt att förbättra eller skräddarsy polymererna för specifika användningsområden och möjligheter att designa en formminnespolymer. för användning vid korrosionsinhibering.

1. Introduktion
Kompositer, eller material som innehåller två eller flera kemiskt distinkta delar som kombineras makroskopiskt för att bilda ett nytt material med överlägsna sammansättningsegenskaper än deras ingående material, är en nyckelkomponent i det moderna vardagslivet, från byggnaderna människor bor till fordon som används.

Som sådan är förbättring och skapande av nya kompositer avgörande för ytterligare avancemang till starkare, bättre och mer miljövänliga material. Därför är utvecklingen av smarta kompositer eller avancerade kompositer som har förmågan att "känna av" och reagera på viss extern påverkan av uttryckligt intresse att ta itu med. den ständigt växande listan över krav som materialen vi använder måste uppfylla [1].

Ett särskilt intressant område för kompositutveckling inkluderar kompositer som kan visa något som kallas formminneseffekten, där materialet kan förskjutas till och bibehålla en tillfällig position, från en permanent basform som ett resultat av att några yttre stimuli verkar på det, och sedan återvända till basen. forma under sina förmågor [2], vilket kan ses i figur 1.

Som visas av grafen ovan, orsakar stress inducerad av någon stimulans, som, beroende på materialet, kan vara elektromagnetisk strålning, vatten, pH, temperatur eller till och med ett magnetiskt fält, en fysisk förändring av materialet till en viss position och kan också utlösa det för att flytta tillbaka till den ursprungliga positionen [2, 4]. Denna applicering av påkänning på materialet resulterar i att materialet deformeras till den punkt att materialet håller en position under konstant påkänning.

Om påfrestningen fortsätter att öka kan den nå en punkt där återgång sker och formminnesmaterialet flyttas till sin ursprungliga permanenta form [3]. Denna förmåga gör dem önskvärda för maskiner och utrustning såsom ställdon, mikroenheter och biomedicinsk utrustning eller inom flygindustrin för lätta, utplacerbara strukturer [5] eller för andra användningsområden där form- och positionskontroll, kontroll av vibrationer och akustik eller slagtålighet kan vara önskvärt från kompositen [6].

En viktig fråga i utvecklingen av formminneslegeringar är effekterna av korrosion på materialen eftersom det kan leda till förlust av egenskaper och effektivitet i materialet.

2. Formminneskompositer: legeringar

Formminneslegeringar är en kombination av metaller utformade för att visa formminneseffekter genom en stressinducerad martensittransformation där moderfcc-fasen omvandlas till en HPC-fas [7].

För att utveckla ytterligare kommer formminneslegeringar att uppvisa formminneseffekter via inducerade fastransformationer, där de rör sig från en austenitfas med hög temperatur, där legeringen är mer formbar för deformation, men kylning eller applicering av stress återställer den till en fas med lägre temperatur, känd som martensitfasen [8]. Materialegenskapsproblem för formminneslegeringar fokuserar särskilt på legeringens förmåga att återhämta sig från deformationer.

Vid bestämning av återhämtningshastigheten för en formminneslegering anses den mikroskopiskt sett vara en funktion av kornstorleken kring legeringens dimension; detta innebär att kornstorleken är viktig för en formminneslegering; om den minskar uppstår töjningshärdning på grund av det fria utrymmet av dislokationer som glider innan interaktion med korngränserna minskar och orsakar plastisk deformation och hämmar martensitomvandling och spänningsåtervinning.

Vanligtvis gäller att ju fler föroreningar det finns i ett system, desto mindre är kornstorleken, på grund av att dispergerade partiklar orsakar en korngränsnålningseffekt[9].

Formåtervinning för legeringar kan dock lättare testas för och bestämmas via böjtester där legeringen böjs till en viss vinkel under en viss maximal töjning, och sedan kan återhämtning induceras genom uppvärmning till en temperatur som är specifik för legeringen och därefter låt svalna till rumstemperatur, vilket gör att formminnesförhållandet kan beräknas baserat på provets returvinkel[7].

Nickel-titan, koppar och järn utgör grunden för några av de vanligare formminneslegeringarna [10, 11]; en kort översikt finns i tabell 1. Dessutom kan prestandan hos formminneslegeringar förbättras genom tillägg av tertiära eller kvartära element [9, 11].

Typiskt är dessa formminneslegeringar förstärkta med krom, aluminium, nickel, mangan, koppar, kisel, kväve eller rhenium, men tillsatsen och mängden av dessa element i legeringen kan riskera att offra legeringens superelasticitet, särskilt vid rumstemperaturförhållanden [ 9].

För att motverka de negativa effekter som tillsats av dessa tillsatser kan ha på formminneseffekten, använder vissa tillverkare vissa tekniker; åldring är en teknik som används för att förbättra formminnesförhållandet för en formminneslegering, där metallegeringen behandlas vid en hög temperatur under en längre period; till exempel testades en järnbaserad formminneslegering av Yongren et al. att ha ett basformminnesförhållande på 0.2, men efter 4 timmars åldring ökade formåterställningsförhållandet till cirka 0.6. Tyvärr minskar åldringsprocessen legeringens förmåga att bilda ett passiverande skikt, så en åldrad legering visar sämre korrosionsbeständighet jämfört med en oåldad legering; andra utvecklingar skulle ge goda resultat när det gäller korrosionsbeständighet och formåtervinning, men dessa metoder tenderar att vara höga kostnader, svåra när det gäller att "träna" legeringen för att uppnå de önskade formerna, vilket resulterar i låg återhämtningsspänning och kräver en hög glödgningstemperatur för att utlösa återhämtning [7].

En annan effekt av tillsatsen av andra element till en formminneslegering är att fasövergångstemperaturer kan ökas eller minskas, vilket också kan tjäna till att ytterligare förbättra eller förändra legeringens mekaniska egenskaper.

Till exempel kan tillsatsen av koppar göra det möjligt för nickel-titan-legeringar att förbättra deras stabilitet vad gäller pseudoelastiskt beteende, vilket är bra för cyklisk mekanisk belastning. Den negativa effekten av denna tillsats resulterar dock i att legeringen blir mer mottaglig för korrosion, eftersom oxidskiktet som Formerna på ytan är mindre stabila och bildar ett svagare passiveringsskikt, vilket möjliggör korrosionsangrepp på legeringen [12], eftersom koppar i sig inte ger något ytterligare motstånd mot legeringens korrosion [13].

Detta för fram kärnan i frågan, i att formminneslegeringar har en sårbarhet mot korrosion.

Korrosionsangrepp på en formminneslegering fokuserar på korngränserna, i vilka den kan inträffa på en intergranulär nivå med gropbildning i närheten av kornen av formminneslegeringen; det är vid korngränsen som fäller ut element i legeringen, liksom nickel, bildas.

Denna intergranulära korrosion som uppstår vid korngränsen bildar zoner som minskar korrosionsbeständigheten och leder till ytterligare försämring av egenskaper [9]. Det är möjligt att hjälpa till att mildra korrosionen genom att lägga till korrosionsförhindrande element som krom, kobolt, titan eller till och med tenn i mycket små mängder för att bilda en kvartär eller tertiär formminneslegering som ett sätt att förbättra korrosionsbeständigheten [14–16].

Tillsatsen av dessa element kan dock ha andra, potentiellt oönskade, effekter; till exempel förbättrar krom formminneslegeringens korrosionsbeständighet i utbyte mot att göra legeringen mer spröd och sänker omvandlingstemperaturerna[15], och som tabell 2 visar, det är möjligt att uppnå jämförbar om inte större korrosionsbeständighet utan tillsats av korrosionsinhiberande element.

I allmänhet gäller att ju lägre strömtäthet, eller Icorr-värde, desto bättre skydd mot korrosion; tabellen ovan listar flera Icorr-värden, tre formminneslegeringar med korrosionshämmande element och två polymerer.

Legeringarna uppvisar god korrosionsbeständighet, medan polymererna presterar bättre, om inte överlägsna, än formminneslegeringens korrosionsinhibering. Därför skulle det starkt rekommenderas att applicera en polymerbeläggning som kan visa formminneseffekten för att bilda en formminneskomposit för att bevara formminneslegeringens mekaniska egenskaper.

3. Shape Memory Composites: Egenskapsöverväganden

När man bestämmer egenskaperna eller den övergripande effektiviteten av en formminneskomposit finns det många faktorer att ta hänsyn till; till exempel är formåterställningshastigheten formminneskompositens förmåga att reagera på en extern kraft som har resulterat i en deformation av kompositens form[21], eller kompositens plasticitetsindex, ett förhållande mellan hårdheten och elasticitetsmodulen, är användbar för att bestämma slitstyrkan i friktion och är därmed användbar, tillsammans med minnesskiktets funktionella egenskaper, för att hjälpa till att bestämma det strukturella tillståndet hos formminneskompositen under friktionsförhållanden [22].

Men när man bestämmer effektiviteten hos en kompositbeläggning för att förhindra korrosion av materialet under, skulle en nyckelfaktor för övervägande vara ytans hydrofobicitet.

En ytas hydrofobicitet är kopplad till den minskade korrosionshastigheten hos metall genom begränsningen av interaktioner med korrosiva element, som vatten, och med organiska beläggningar; detta innebär att man begränsar diffusionsprocessen av vatten till metallen under [22, 23].

Hydrofobiciteten är beroende av beläggningens kemiska egenskaper och mikrostrukturen på beläggningens yta, där ytråheten kan förstärka beläggningens hydrofobicitet [24] och kan mätas genom att bestämma ytans vätbarhet. Vätbarhet är hur spridbart vatten är över en fast yta, vars effektivitet bestäms av vattenkontaktvinkeln, bestämd av Youngs modul [23], som kan ses i figur 2.

Formminneslegeringar och polymerer har använts flitigt, och den individuella tillämpningen av båda beror på kraven i situationen, där polymerer används kontra legeringar på grund av deras låga densitet, är billiga att ha råd med, att de kan kontrollera vad som får dem att återhämta sig, i hög grad av återvinningsbar belastning som de kan genomgå, och det breda intervallet inom vilket man kan skräddarsy deras reaktionstemperaturer till (via manipulering av glasövergångstemperaturen); men de slås ut av formminneslegeringar i storleksordningar större när situationen kräver högre återhämtningsspänning, kortare återhämtningstid och en mycket större mängd cykler som de kan genomgå innan de misslyckas [1] och har bättre termisk stabilitet och högre elasticitetsmodul [8].

Det är värt att notera att omständigheterna kan innebära att det som normalt skulle vara negativt oavsett om det ska användas eller inte, som de långa återhämtningstiderna för formminnespolymerer, istället kan ge en fördel i deras användning [1]. Det finns många olika modeller att förutsäga de termomekaniska egenskaperna hos ett formminnesmaterial.

Exempelvis fungerar formminnespolymerer delvis fjäderliknande, och enligt Pan et al. kan en modell för att bestämma det termomekaniska beteendet för en partikelförstärkt formminnespolymer i 1D visas som och ξ är den totala martensitvolymfraktionen, ξS är spänningen -inducerad martensitvolymfraktion, ξT är den temperaturinducerade martensitvolymfraktionen, σ är spänningen, D är Youngs modul för formminneslegeringen som är beroende av ξ, ε är töjningen, εl är den maximala återvinningsbara töjningen, Θ är den termiska expansionskoefficient, T är den aktuella temperaturen och T0 är referenstemperaturen [27]. Dessa modeller försöker simulera resultat liknande de som visas i figurerna 3 och 4.

For more information:1950477648nn@gmail.com