निकिल-टैटेनियम शेप मेमोरी एलॉय

निकिल-टैटेनियम शेप मेमोरी एलॉय

सीएसआईआर-एनएएल का पदार्थ विज्ञान प्रभाग वर्ष 2002 से निकिल-टैटेनियम शेप मेमोरी एलॉय पर अनुसंधान एवं विकास का कार्य चला रहा है. इस प्रभाग ने विभिन्न अर्ध-तैयार तथा पूर्ण-तैयार उत्पादों में निकिल-टैटेनियम शेप मेमोरी एलॉय को प्रोसेस करने की विशेषज्ञता हासिल की है. इस प्रकार के विकसित शेप मेमोरी एलॉय दोनों इंजीनियरिंग और जैव-चिकित्सा के क्षेत्रों में काम आते हैं. इस प्रौद्योगिकी को वाणिज्यक उत्पादन एवं विपणन केलिए वर्ष 2017 में ही मिश्र धातु निगम (मिधानी) लिमिटेड, हैदराबाद को हस्तांतरित किया गया. फिलहाल, जैव-चिकित्सा के क्षेत्र में स्टंट के अभिकल्प एवं विकास केलिए देश के प्रमुख स्वास्थ्य संस्थानों के साथ मिलकर सहयोगात्मक अनुसंधान किया जा रहा है|

शेप मेमोरी एवं सूपर-एलास्टिसिटी

निकिल-टैटेनियम शेप मेमोरी एलॉय ने अपनी दो अनोखी विशेषताओं के कारण वैज्ञानिक समुदाय में सबका ध्यान आकृष्ट किया है और वे हैं शेप मेमोरी प्रभाव (एसएमई) और सूपर-एलास्टिसिटी (एसई). एसएमई किसी पदार्थ की वह सामर्थ्य है, जिससे निम्न तापमान पर विरूपण हो सकता है और एक निश्चित स्तर से अधिक तापमान पर पदार्थ को गरम करने से पदार्थ की पूर्व मूल आकृति फिर से पाई जा सकती है. एसई किसी पदार्थ की वह सामर्थ्य है, जिससे निश्चित तापमान के भीतर पदार्थ विरूपित होने पर पुनः प्राप्य बड़े बड़े स्ट्रेन पाए जा सकते हैं. इन उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों के कारण तथा संक्षारण प्रतिरोध आदि के जुड़ने के कारण शेप मेमोरी एलॉय आज अनेक इंजीनियरिंग और जैव-चिकित्सा के क्षेत्रों केलिए अत्युत्तम पदार्थ बन गए हैं|

प्रोसेसिंग सुविधाएं

निकिल-टैटेनियम शेप मेमोरी एलॉयों पर अनुसंधान एवं विकास परक कार्य चलाने केलिए प्रयोगशाला में  अत्याधुनिक प्रोसेसिंग सुविधाएं मौजूद हैं, जैसे वायर एवं स्ट्रिपों के लिए वाक्यूम आर्क मेल्टिंग फर्नेस, हॉट एण्ड कूल रोलिंग मिल, वायर ड्राईंग मशीन, हीट ट्रीटमेंट फर्नेस (नियंत्रित वातावरण एवं निर्वात), शेप मेमोरी हीट ट्रीटमेंट के विशेष फर्नेस, स्ट्रेन अनुप्रयोगों के लिए आवृत्तीय वायर गुणों का स्थायीकरण सेट-अप|

अभिलक्षणीकरण सुविधाएं

शेप मेमोरी एलॉय प्रयोगशाला में अभिलक्षणीकरण सुविधाएं मौजूद हैं, जिनकी मदद से अनुप्रयोग के दौरान निकिल-टैटेनियम शेप मेमोरी एलॉयों के कार्यात्मक एवं यांत्रिक गुणों का मूल्यांकन किया जा सकेगा. प्रमुख सुविधाएं कुछ इस प्रकार हैं: डिफेरेंशियल स्कानिंग कैलोरीमीटर (डीएससी), यूनिवर्सल टेन्साइल परीक्षण मशीन (यूटीएम), वायरों की रोटेटिंग बीम फेटिग परीक्षण मशीन, थर्मो-मेकानिकल फेटिग परीक्षण मशीन|

मोड्यूलेटेड डिफेरेंशियल स्कानिंग कैलोरीमेट्री

फेज ट्रांसफार्मेशन का अध्ययन 

मेक :  टी ए इंस्ट्रूमेंट

मॉडल : Q2000

मुख्य विशेषताएं

तापमान रेंज: -180 से 500°C

तापमान यदार्थता : ± 0.1°C

संवेदनशीलता : 0.2 µW

बेस-लाइन पुनरुत्पादकता : ±10 µW

यूनिवर्सल तेल टेन्साइल परीक्षण मशीन

टेन्साइल गुणों का मूल्यांकन

पतले नमूनों (वायर/स्ट्रिप) के टेन्साइल परीक्षण की इलेक्ट्रो-मेकानिकल सिस्टम

मेक : Instron

मोडल : 3365

अधिकतम भार : 5 kN

तापमान रेंज: -100 से 250°C

मुख्य विशेषताएं

नियंत्रण : सोफ्टवेयर द्वारा पूर्णतः स्वचालित                                                                    

स्पीड रेंज : 0.01 से 1000 mm/mm

भार यदार्थता : निर्धारित भार का 0.5%

थर्मो-मेकानिकल फेटिग परीक्षण मशीन

कार्यात्मक फेटिग गुणों का मूल्यांकन

निकिल-टैटेनियम शेप मेमोरी एलॉय वायरों के थर्मो-मेकानिकल फेटिग बर्ताव के मूल्यांकन हेतु यथा-वांछित उपकरण

सीएसआईआर-एनएएल द्वारा कल्पित एवं अभिकल्पित

मेक :  पगति सोल्यूशन्स, बेंगलूरु

मुख्य विशेषताएं

प्रोग्रामबुल हीटिंग/कूलिंग साइकल

जोल हीटिंग एवं कृत्रिम/स्वाभाविक कूलिंग

नॉन-कान्टाक्ट लेज़र से स्ट्रेन का मापन

लोड सेल से स्ट्रेस का मापन

स्ट्रेस/स्ट्रेन की सतत डाटा लोगिंग

सर्वो मोटर से बंद लूप स्ट्रेन नियंत्रण

रोटेटिंग बीम फेटिग परीक्षण मशीन

रोटेटिंग बीम फेटिग परीक्षण मशीन का उपयोग किसी छोटे व्यास वाले वायर के परीक्षण में किया जाता है, ताकि इससे बड़ी सरलता से फेटिग की ताकत और सहनशीलता-सीमा के मान प्राप्त किए जा सकें.     

मेक:  वेली इंस्ट्रूमेंट्स, यूएसए

मोड़ल l: 100

मुख्य विशेषताएं

100 µm से कम व्यास वाले पतले वायरों के यांत्रिक फेटिग परीक्षण के लिए उपयुक्त है

निकिल-टैटेनियम शेप मेमोरी एलॉय उत्पाद

प्रयोगशाला ने उत्पाद की आवश्यकता के अनुसार उत्पाद के शेप एवं सतह को सेट करने में विशेषज्ञता  हासिल की है|

इंजीनीयरिंग उत्पाद (मिधानी, हैदराबाद को प्रौद्योगिकी हस्तांतरित)

• वायर
• रॉड
• प्लेट
• स्ट्रिप
• स्प्रिंग

जैव-चिकित्सा उत्पाद (विकासाधीन)

बयो-मेडिकल विंग, श्री चित्र तिरुनाल स्वास्थ्य विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी संस्थान एवं डॉ. चेरियन हार्ट फौन्डेशन, फ्रान्टीर लाइफ-लाइन हॉस्पिटल, चेन्नै के साथ मिलकर विशेष रूप से अभिकल्पित निकिल-टैटेनियम शेप मेमोरी एलॉय स्टंटों का विकास किया जा रहा है|

पल्मनरी वाल्व स्टंट 

 एरोटिक स्टंट-ग्राफ्ट का NiTi-रिंग

उपलब्ध विशेज्ञता

• इंजीनियरिंग और जैव-चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए NiTi आधारित शेप मेमोरी एलॉयों का अनुसंधान एवं विकास
• एसएमई और एसई के साथ NiTi शेप मेमोरी एलॉय वायरों एवं स्त्रिपों की प्रोसेसिंग 
• सूक्ष्म-संरचना, थर्मोस-भौतिक एवं यांत्रिक गुणधर्मों का मूल्यांकन
• अनुप्रयोग के दौरान कार्यात्मक फेटिग बर्ताव का अध्ययन
• NiTi शेप मेमोरी एलॉय के यथा-वांछित शेपों का अभिकल्प एवं विकास
• उच्च तापमान शेप मेमोरी एलॉय (NiTiPt/Pd)