Formminne korrosjonsbestandige polymermaterialer del 1

Formminnelegeringer, materialer som kan deformeres og opprettholde deformasjonen og i tillegg i stand til å gå tilbake til utgangsposisjonen, er verdsatt for en rekke bruksområder fra aktuatorer til fleksible mikroenheter.

Formminne og hukommelse er nært beslektet, og forholdet mellom dem kan påvirke læringsresultatene og livskvaliteten våre.

Formminne refererer til vår evne til å gjenkjenne funksjoner som form, størrelse, plassering og farge på objekter gjennom visuelt minne. Det er veldig viktig i vårt daglige liv fordi det påvirker vår evne til å oppfatte og bearbeide ting. For eksempel, hvis vi nøyaktig kan identifisere forskjellige orienteringer, størrelser og former for samme objekt, kan vi bedre forstå egenskapene og egenskapene til objektet.

Minne refererer til hjernens evne til å lagre og hente informasjon, erfaring og kunnskap. Kvaliteten på hukommelsen vil direkte påvirke vår akademiske ytelse eller livskvalitet. For eksempel kan en person med god hukommelse bedre huske viktige ting og informasjon, og dermed bedre administrere tid og organisere ting.

Selv om de er to forskjellige evner, er sammenhengen mellom dem ubestridelig. Å ha god formhukommelse kan hjelpe oss å lære og huske mer effektivt fordi visuell hukommelse er en av hovedmåtene for mennesker å tilegne seg ny informasjon og kunnskap. Når vi for eksempel lærer nye ord eller profesjonelle termer, kan vi effektivt huske dem gjennom formminne.

I tillegg kan formminne også trene hukommelsen vår, fordi forbedring av formminneevnen gjennom trening vil ikke bare styrke forbindelsene mellom hjerneområder, men også fremme vekst og utvikling av nerveceller i hjernen. Derfor kan formminne og minne forbedre hverandre, og til slutt hjelpe oss til bedre å fullføre oppgaver og nå mål.

Kort sagt er formminne og hukommelse nært beslektet, og de støtter og fremmer hverandre. Derfor er det nødvendig å etablere gode lærings- og levevaner, hele tiden trene for å forme hukommelse og hukommelse og få en bedre lærings- og leveopplevelse av det. Det kan sees at vi trenger å forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen betydelig fordi Cistanche deserticola er et tradisjonelt kinesisk medisinsk materiale som har mange unike effekter, hvorav en er å forbedre hukommelsen. Effekten av Cistanche deserticola kommer fra de mange aktive ingrediensene den inneholder, inkludert garvesyre, polysakkarider, flavonoidglykosider, etc. Disse ingrediensene kan fremme hjernens helse gjennom en rekke forskjellige veier.

Klikk på Kjenn korttidsminne hvordan du kan forbedre

Å opprettholde egenskapene som gjør dem nyttige, og deres evne til å deformere og reformere krever at formminnelegeringer må beskyttes mot korrosjon, der integreringen av formminnepolymerer kan fungere som et beskyttelsesmiddel.

Derfor er denne anmeldelsen å fremheve nytten av selvhelbredende formminnepolymerer som et middel for korrosjonshemming.

Derfor diskuterer denne anmeldelsen fordelene ved å bruke selvhelbredende formminnepolymerer for beskyttelse av formminne, flere typer selvhelbredende polymerer som kan brukes, midler for å forbedre eller skreddersy polymerene mot spesifikke bruksområder, og utsikter til å designe en formminnepolymer. for bruk i korrosjonshemming.

1. Introduksjon
Kompositter, eller materialer som inneholder to eller flere kjemisk adskilte deler som er kombinert makroskopisk for å danne et nytt materiale med komposisjonsegenskaper som er overlegne det til de inngående materialene, er en nøkkelkomponent i moderne hverdagsliv, fra bygningene folk bor til kjøretøy som brukes.

Som sådan er forbedring og skaping av nye kompositter avgjørende for videre utvikling til sterkere, bedre og mer miljøvennlige materialer. Derfor er utviklingen av smarte kompositter eller avanserte kompositter som har evnen til å "føle" og reagere på ekstern påvirkning av uttrykkelig interesse i å takle den stadig voksende listen over krav som materialene vi bruker må ivareta [1].

Et spesielt interessant område for komposittutvikling inkluderer kompositter som er i stand til å vise noe som kalles formminneeffekten, der materialet er i stand til å skifte inn i og opprettholde en midlertidig posisjon, fra en permanent basisform som et resultat av at noen ytre stimuli virker på det, og deretter gå tilbake til basen. form under sine evner [2], som kan sees i figur 1.

Som vist av grafen ovenfor, forårsaker stress indusert av noen stimulus, som, avhengig av materialet, kan være elektromagnetisk stråling, vann, pH, temperatur eller til og med et magnetisk felt, en fysisk endring av materialet til en bestemt posisjon og kan også utløse det for å flytte tilbake til den opprinnelige posisjonen [2, 4]. Denne påføringen av spenning på materialet resulterer i deformasjon av materialet til det punktet at materialet holder en posisjon under konstant belastning.

Hvis belastningen fortsetter å øke, kan den nå et punkt der reversering skjer og formminnematerialet beveger seg til sin opprinnelige permanente form [3]. Denne evnen gjør dem ønskelige for maskineri og utstyr som aktuatorer, mikroenheter og biomedisinsk utstyr eller i romfartsindustrien for lette, utplasserbare strukturer [5] eller for andre bruksområder der form- og posisjonskontroll, kontroll av vibrasjoner og akustikk, eller slagfasthet kan være ønskelig fra kompositten [6].

En sentral bekymring i utviklingen av formminnelegeringer er effekten av korrosjon på materialene, da det kan føre til tap av egenskaper og effektivitet i materialet.

2. Shape Memory Composites: Legeringer

Formminnelegeringer er en kombinasjon av metaller designet for å vise formminneeffekter gjennom en stressindusert martensitttransformasjon der den overordnede fcc-fasen transformeres til en HPC-fase [7].

Ved å utdype ytterligere vil formminnelegeringer vise formminneeffekter via induserte fasetransformasjoner, der de beveger seg fra en høytemperatur austenittfase, der legeringen er mer formbar for deformasjon, men avkjøling eller påføring av stress reverterer den til en lavere temperaturfase, kjent som martensittfasen [8]. Bekymringer om materielle egenskaper for legeringer med formminne fokuserer spesielt på legeringens evner til å gjenopprette fra deformasjoner.

Når man bestemmer utvinningshastigheten for en formminnelegering, anses den mikroskopisk sett å være en funksjon av kornstørrelsen rundt legeringens dimensjon; dette innebærer at kornstørrelse er viktig for en formminnelegering; hvis den avtar, oppstår tøyningsherding på grunn av det ledige rommet til dislokasjoner som glir før interaksjon med korngrensene reduseres og forårsaker plastisk deformasjon og hemmer martensitttransformasjon og tøyningsgjenvinning.

Vanligvis, jo flere urenheter det er i et system, desto mindre er kornstørrelsen, på grunn av at spredte partikler forårsaker en korngrensefestende effekt[9].

Formgjenvinning for legeringer kan imidlertid lettere testes for og bestemmes via bøyetester der legeringen bøyes til en viss vinkel under en viss maksimal tøyning, og deretter kan gjenvinningen induseres ved oppvarming til en temperatur spesifikk for legeringen og deretter avkjøles til romtemperatur, som gjør at formminneforholdet kan beregnes basert på returvinkelen til prøven[7].

Nikkel-titan, kobber og jern danner grunnlaget for noen av de mer vanlige formminnelegeringene [10, 11]; en kort oversikt finnes i tabell 1. I tillegg kan ytelsen til formminnelegeringer forbedres gjennom tilsetning av tertiære eller kvartære elementer [9, 11].

Vanligvis er disse formminnelegeringene forsterket med krom, aluminium, nikkel, mangan, kobber, silisium, nitrogen eller rhenium, men tilsetningen og mengden av disse elementene i legeringen kan risikere å ofre superelastisiteten til legeringen, spesielt ved romtemperaturforhold [ 9].

For å motvirke de negative effektene som tilsetning av disse tilsetningsstoffene kan ha på formminneeffekten, bruker noen produsenter visse teknikker; aldring er en teknikk som brukes for å forbedre formminneforholdet til en formminnelegering, hvor metallegeringen behandles ved høy temperatur over en lengre periode; for eksempel ble en jernbasert formminnelegering testet av Yongren et al. å ha et basisformminneforhold på 0.2, men etter 4 timers aldring økte formgjenopprettingsforholdet til rundt 0.6. Dessverre reduserer aldringsprosessen legeringens evne til å danne et passiverende lag, så en eldet legering viser dårligere korrosjonsbestandighet sammenlignet med en ualdret legering; andre utviklinger vil gi gode resultater når det gjelder korrosjonsmotstand og formgjenvinning, men disse metodene har en tendens til å være høye kostnader, vanskelige når det gjelder å "trene" legeringen til å oppnå de ønskede formene, noe som resulterer i lav utvinningsspenning og krever en høy utglødningstemperatur for å utløse utvinning [7].

En annen effekt av tilsetning av andre elementer til en formminnelegering er at faseovergangstemperaturer kan økes eller reduseres, noe som også kan tjene til ytterligere å forbedre eller endre de mekaniske egenskapene til legeringen.

For eksempel kan tilsetning av kobber gjøre det mulig for nikkel-titanium-legeringer å forbedre deres stabilitet med hensyn til pseudoelastisk oppførsel, noe som er bra for syklisk mekanisk belastning. Den negative effekten av denne tilsetningen resulterer imidlertid i at legeringen blir mer mottakelig for korrosjon, som oksidlaget som dannes på overflaten er mindre stabil og danner et svakere passiverende lag, noe som muliggjør korrosjonsangrep på legeringen [12], da kobber i seg selv ikke gir ytterligere motstand mot legeringens korrosjon [13].

Dette bringer frem kjernen i problemet, ved at formminnelegeringer har en sårbarhet mot korrosjon.

Korrosjonsangrep på en formminnelegering fokuserer på korngrensene, der det kan forekomme på et intergranulært nivå med groper som utvikles i nærheten av kornene til formminnelegeringen; det er ved korngrensen som utfelles av grunnstoffer i legeringen, som nikkel, dannes.

Denne intergranulære korrosjonen som oppstår ved korngrensen danner soner som reduserer korrosjonsmotstanden og fører til ytterligere forringelse av egenskaper [9]. Det er mulig å bidra til å dempe korrosjonen ved å tilsette korrosjonsforebyggende elementer som krom, kobolt, titan eller til og med tinn i svært små mengder for å danne en kvartær eller tertiær formminnelegering som et middel for å forbedre korrosjonsmotstanden [14–16].

Imidlertid kan tilsetningen av disse elementene ha andre, potensielt uønskede, effekter; for eksempel forbedrer krom korrosjonsmotstanden til formminnelegeringen i bytte for å gjøre legeringen sprøere og senker transformasjonstemperaturene[15], og som tabell 2 viser, det er mulig å oppnå sammenlignbar om ikke større korrosjonsbestandighet uten tilsetning av korrosjonshemmende elementer.

Generelt, jo lavere strømtetthet, eller Icorr-verdi, jo bedre beskyttelse mot korrosjon; tabellen ovenfor viser flere Icorr-verdier, tre formminnelegeringer med korrosjonshemmende elementer og to polymerer.

Legeringene viser god korrosjonsmotstand, mens polymerene yter bedre, om ikke overlegne, i forhold til formminnelegeringene i korrosjonsinhibering. Derfor vil påføring av et polymerbelegg som er i stand til å vise formminneeffekten for å danne en formminnekompositt være sterkt anbefalt for å bevare de mekaniske egenskapene til formminnelegeringen.

3. Shape Memory Composites: Egenskapshensyn

Når man skal bestemme egenskapene eller den generelle effektiviteten til en formminnekompositt, er det mange faktorer å vurdere; for eksempel er formgjenopprettingshastigheten formminnekomposittens evne til å reagere på en ekstern kraft som har resultert i en deformasjon av komposittens form[21], eller plastisitetsindeksen til kompositten, et forhold mellom hardheten og elastisitetsmodulen, er nyttig for å bestemme slitestyrken i friksjon og er derved nyttig, sammen med de funksjonelle egenskapene til minnelaget, for å hjelpe med å bestemme den strukturelle tilstanden til formminnekompositten under friksjonsforhold [22].

Men når man bestemmer effektiviteten til et komposittbelegg for å forhindre korrosjon av materialet under, vil en nøkkelfaktor for vurdering være overflatens hydrofobitet.

Hydrofobisiteten til en overflate er knyttet til den reduserte korrosjonshastigheten til metall gjennom begrensning av interaksjoner med korrosive elementer, som vann, og med organiske belegg; dette betyr å begrense diffusjonsprosessen av vann til metallet under [22, 23].

Hydrofobicitet er avhengig av beleggets kjemiske egenskaper og mikrostrukturen til beleggets overflate, hvor overflateruheten kan øke hydrofobiteten til belegget [24] og kan måles ved å bestemme fuktbarheten til overflaten. Fuktbarhet er hvor spredbart vann er over en fast overflate, hvis effektivitet bestemmes av vannkontaktvinkelen, bestemt av Youngs modul [23], som kan sees i figur 2.

Formminnelegeringer og polymerer har blitt brukt i utstrakt grad, og den individuelle anvendelsen av begge avhenger av kravene i situasjonen, der polymerer brukes kontra legeringer på grunn av deres lave tetthet, er billige å ha råd til, og er i stand til å kontrollere hva som trigger dem til å komme seg, i stor grad av utvinnbar belastning som de kan utsettes for, og det brede området som man kan skreddersy responstemperaturene deres til (via manipulering av glassovergangstemperaturen); men de blir slått ut av formminnelegeringer av størrelsesordener større når situasjonen krever høyere restitusjonsstress, kortere restitusjonstid og en langt større mengde sykluser de kan gjennomgå før svikt [1] og har bedre termisk stabilitet og høyere elastisitetsmodul [8].

Det er verdt å merke seg at omstendigheter som spiller inn kan bety at det som normalt vil være negativt enten det skal brukes eller ikke, som de lange gjenopprettingstidene for formminnepolymerer, i stedet kan gi en fordel ved bruken av dem [1]. Det er mange forskjellige modeller å forutsi. de termomekaniske egenskapene til et formminnemateriale.

For eksempel virker formminnepolymerer delvis fjærlignende, og ifølge Pan et al., kan en modell for å bestemme den termomekaniske oppførselen for en partikkelforsterket formminnepolymer i 1D vises som og ξ er den totale martensittvolumfraksjonen, ξS er spenningen -indusert martensittvolumfraksjon, ξT er den temperaturinduserte martensittvolumfraksjonen, σ er spenningen, D er Youngs modul til formminnelegeringen som er avhengig av ξ, ε er tøyningen, εl er den maksimale utvinnbare belastningen, Θ er den termiske ekspansjonskoeffisient, T er gjeldende temperatur, og T0 er referansetemperaturen [27]. Disse modellene prøver å simulere resultater som ligner de som er vist i figur 3 og 4.

For more information:1950477648nn@gmail.com