Lichtenbergschule Darmstadt 18. - 21. Juli 2005

Projektwoche Sommer 2005 (18.-21. Juli 2005) – Lichtenbergschule Darmstadt – Thema: „Metalle“TU Darmstadt – Fachbereich Chemie – CHEMIE FÜR SCHÜLER – Dr. Klaus Jürgen WannowiusVersuch: Nickel-Titan Draht (Nitinol) "Formgedächtnis-Legierung" 15Bezugsquelle: Artikel: nitinol_m_51_cPreis: 0,30 CHF pro cm Versand: 0,95 CHFAllgemeinesNiTiNol ist bei Zimmertemperatur leicht zu biegen. Erhitzt man es über eine bestimmte Temperatur, wird eshart und nimmt kraftvoll eine vorher festgelegte Form an. Nach dem Abkühlen kann es dann wieder leichtgebogen werden usw. Erhitzt man es sehr hoch (mit anschließendem Abschrecken), kann dieErinnerungsform neu gestaltet werden.Gedächtnismetalle lassen sich also bei niedriger Temperatur leicht in jede gewünschte Form biegen, beikurzer Erhitzung kehren sie aber stets in eine eingeprägte Form zurück.WärmebehandlungBeachte: Damit der Draht seine gewünschten Eigenschaften erhält, muss er vorgängig mit Wärme behandeltwerden: Der Draht wird in die gewünschte Form gebracht und anschliessend für ca. 2 bis 5 Minuten auf 500... 540 °C erwärmt. (Zur Not kann der Draht auch für kurze Zeit über einer Kerze oder mit einemBunsenbrenner dunkelrot geglüht werden.)Bei zu hoher oder zu tiefer Temperatur ist der "Gedächtnisdefekt" nur schwach oder gar nicht ausgeprägt!Wer nicht über eine entsprechende Einrichtung verfügt, ist mit dem bereits behandelten memory_metallbesser bedient.Der Draht wird "cold worked", also kalt bearbeitet, gezogen durch die Matrize, ausgeliefert. Ohne vorgängigeWärmebehandlung hat der Draht daher noch nicht die gewünschten Eigenschaften. Das Einprägen einerForm ist in diesem Zustand besser möglich als wenn er bereit Wärme-behandelt ist.WeiteresDie Legierung ist chemisch sehr resistent.Stichworte zum Thema: "Memory Metall Nitinol Draht Erinnerung erinnern Form Biegen shape memory alloyMartensit Gedächtniseffekt diffusionslose Scherdeformation Elementarzellen ZwillingsanordnungPhasenumwandlung Austenit Einwegeffekt Zweiwegeffekt Aktuatortechnik Aktuator PseudoelastizitätMartensitphase Phasenumwandlung"Drahtdurchmesser ca. 0.51 mmDichte ca. 6.45 ... 6.5 g/cm 3Zusammensetzung49.8 bis 50 % NickelRest TitanTransformationstemperatur Af ca. 65 °CUmwandlungsdehnung max. ca.1 Zyklus8%Oberfläche100 Zyklen100000 Zyklennatürliche Oxydschicht5%3%(grau bis grünlich)Schmelzpunkt ca. 1310 °C15 http://www.klangspiel.ch/nitinol_m_51_c/index.html27