SAMによるマジック形状記憶ニチノールワイヤーの実験
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ニチノールはニッケルチタン合金の別名である。ニチノールは、その組成と発見場所であるニッケル・チタニウムと海軍兵器研究所にちなんで命名された。その言葉が示すように、ニチノールはニッケル（Niと表記）とチタン（Tiと表記）の2つの金属から構成され、それぞれの成分はおよそ50％、足し合わせると100％になります。
ニチノール合金の材料特性はその正確な組成によって異なりますが、いずれも2つの興味深い特徴を共有しています。ひとつは超弾性または擬弾性。もうひとつは形状記憶性で、後でお見せするように、一種の魔法のように見えます。ニチノールは、「変態温度」と呼ばれる臨界温度以上の狭い範囲の温度でのみ、外力による変形に対してむしろ弾性を示す。これがいわゆる超弾性です。形状記憶とは、ニチノールを変態温度以上の比較的高い温度で加熱すると、低温で変形した形状から元の正常な形状に復元できることを意味します。形状記憶効果は、金-カドミウム合金や銅-亜鉛合金にも見られます。ニチノールのこれら2つの特別な特性は、「マルテンサイト変態」、すなわち材料の2つ以上の固体状態の間の可逆的な相変態によって説明することができる。
現在スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）は、ニチノールの超弾性と形状記憶を示すために、ニチノールワイヤーを使った短いビデオを制作しています。ビデオをよりよく理解するために、最後に字幕をつけています。ビデオの読み込みに失敗する場合は、VPNサービスをご利用ください。また、SAMではニチノールについての詳細もご覧いただけます。
ニチノールビデオ字幕
- こんにちは、こちらはスタンフォード・アドバンスト・マテリアルズのアレックスです。
- これはニチノールと呼ばれるもので、ニッケルとチタンの合金です。
- ニチノールには2つの興味深い性質があり、1つは超弾性です。
- それを示すために、コイル状に曲げてみます。
- どのように曲げても、すぐに元の形に戻るのがわかると思います。
- もう一つの特性は形状記憶と呼ばれるものです。
- では、このニチノールワイヤーを使ってみましょう。
- 氷水を張ったボウルに入れます。
- そして曲げる。
- 前とは違って、曲げた状態を維持することができる。
- このようにカールさせる。
- 次に、ぬるま湯のボウルに入れます。
- そうすると、すぐに元に戻るんだ。
- もう一度やってみる。
- 冷たい水の中で、こうやって曲げるんだ。
- ワイヤーは曲げた状態を維持します。
- ぬるま湯に入れるとすぐに
- すぐに元に戻ってしまう。
- ニチノールワイヤーにはいくつかの用途がある。
- フィッシング・ワイヤーに使われる。
- 眼鏡のフレームにも使われる。
- 歯科矯正にも使われる。
