Research activities of Russian Medical Engineering Center and Institute of Medical Materials of Shape Memory Alloys and Implants are presented as follows: ${\bullet}$ The direction of elaboration of porous shape memory alloys for medicine. ${\bullet}$ Medical and technical requirements and physical and mechanical criteria of porous shape memory implants elaboration. ${\bullet}$ Basic laws of heat-, stress- and strain-induced changes of mechanical properties, shape memory effect and superelasticity in porous TiNi-based alloys. ${\bullet}$ Methods of regulation of shape memory effect parameters in porous alloys and methods for controlling the regulation-induced changes of physical and mechanical properties. ${\bullet}$ Original technologies of elaboration of porous alloys In various fields of medicine. ${\bullet}$ Arrangement of serial production of shape memory porous implants and examples of their medical use.
Because of its high energy density, the use of shape memory alloys(SMA) in designing microactuatiors is gaining much attention in recent years. Shape memory alloys can undergo a shape change at a low temperature with a small applied deformation force, and retain this deformation until they are heated, at which point they return to the original shape. This is called the shape memory effect(SME), and a plethora of alloys show this effect. Among them, TiNi-based alloys have relatively high electrical resistivity, which to develope helical-shape memory springs. These springs are used to develop fast protatonist/antagonist configuration actuators. The developed actuator has an actuation speed of 1 mm per 15 .approx. 20 ms and a minimum operating period of 2 sec.
Cu-Al-Mn shape memory alloys of a variety of composition were characterized in terms of shape memory properties and cold workability. Cold workability tested by cold rolling indicated that the alloys solution treated in the ${\alpha}+{\beta}$ region have a higher ductility than those solution treated in the ${\beta}$ region. Also it is known that cold workability increased with the decrease in Al content in the ${\beta}$ region. This seems to be resulted from the fact that Mn addition causes to expand ${\beta}$ region toward lower Al content and lower order-disorder transition temperature, consequently, ${\beta}$ of excellent workability being frozen even at room temperature. Experimental results regarding shape memory showed that the properties were better with a higher Al contents at a given Mn content, which is closely related with martensitic transformation. It is also shown that super elasticity limit was enhanced with decrease in the yield strength of alloys because a lower yield strength seems to initiates slip at the lower applied stress.
NiTiCu alloys can produce a large force per unit volume and operate with a simple mechanism. For this reasons, it has been widely studied for application as a micro actuator. So in this study, one-way and two way shape memory effects of Ti-42.5at%Ni-2.0at%Cu alloys are studied. In the case of one-way shape memory effects, shape memory recoverable stress and strain of this alloys were measured by means of tension and compression tests under constant temperature. The strains by tension and compression stress were perfectly recovered by heating at any testing conditions also shape memory recoverable stress increased to 116 MPa in tension tests and to 260 MPa in compression tests. In the case of two-way shape memory effects, transformation temperatures from thermal cycling under constant uniaxial applied tension and compression loads linearly increased by increasing external loads and their maximum recoverable strain is 3.8% at 100MPa tensile condition and 2.2% at 125 MPa compression condition.
Shape memory alloys(SMAs) have revolutionized the material engineering sciences as they exhibit exclusive features i.e. shape memory effect(SME) and super-elasticity. SMAs are those alloys that when deform return to their predeformed shape upon heating, they also restore their original shape by removing the load. Research on properties of newly advent of several types of ferrous based shape memory alloys(Fe-SMAs), shows that they have immense potential to be the counterpart of Nitinol(NiTi-SMA). These Fe-SMAs have been used and found to be effective because of their low cost, high cold workability, good weldability & excellent characteristics comparing with Nitinol(high processing cost and low cold workability) SMAs. Some of the Fe-SMAs show super-elasticity. Fe-SMAs, especially Fe-Mn-Si alloys have an immense potential for civil engineering structures because of its unique properties e.g. two-way shape memory effect, super elasticity and shape memory effect as well as due to its low cost, high elastic stiffness and wide transformation hysteresis comparative to Nitinol. Further research is being conducted on SMAs to improve and impinge better attributes by improving the material compositions, quantifying the SMA phase transition temperature etc. In this research pre-existing Fe-SMAs are categorised and collected in a tabulated form. An analysis is performed that which category is mostly available. Last 50 years data of Fe-SMA publications and US Patents is collected to show its importance in terms of increasing research on such type of alloys to invent different compositions and applications. This data is analysed as per different year groups during last 50 years and it was analysed as per whether the keywords exist in title of an article or anywhere in the article. It was found that different keywords related to Fe-SMAs/categories of Fe-SMAs, almost don't exist in the title of articles. However, these keywords related to Fe-SMAs/categories of Fe-SMAs, exist inside the article but still there are not too many publications related to Fe-SMAs/categories of Fe-SMAs.
Research into the replacement of injured systems and tissue in the human body is advancing rapidly. Recently, Ti-Ni shape memory alloys have shown excellent biofunctionality related to their shape memory effect and superelasticity. In this study, the effect of an acid or an alkali treatment on the bioactivity in 49Ti-Ni and 51.5Ti-48.5Ni alloys is investigated in an effort to utilize Ti-Ni alloy as a biomaterial. In addition, the biocompatibility in a SBF solution is assessed through in vitro testing. A porous surface was formed on the surface of both alloys after a chemical treatment. According to the in vitro test, apatite formed on the surfaces of both alloys. The forming rate of apatite in the Ti-rich alloy was faster that in the Ni-rich alloy. The formation of apatite provided proof of the bioactivity of the Ti-Ni alloy. A small quantity of Ni was eluted at the initial stage, whereas Ni was not found for 12 days in the Ti-rich alloy and for 8 days in the Ni-rich alloy. In the case of the treated 51.5Ti-Ni alloy, the shape memory property was worsened but the biocompatibility was improved.
Recently, the actuator worked by the driving recovery-force of the thermo elastic martensitic transformation of shape memory alloys(SMA) has been studied. This paper presents a study on the fatigue life of shape memory alloy (SMA) actuators undergoing thermally induced martensitic phase transformation under various stress levels. shape memory recoverable stress and strain of Ti-44.5at.%Ni-8at.%Cu alloys were by means of constant temperature tensile tests. Differential scanning calorimetry (DSC) was employed in order to investigate the transformation characteristics of the alloy before the tests. the results were summarized as follows. The martensite inducing stress incerased with the increasing of the Cu-contents. The fatigue life decreased with the increasing of the test load and the Cu-content. The data acquired will be very useful during the design process of an SMA NiTiCu element as a functional part of an actuator.
Shape memory alloys (SMAs) have emerged as a novel functional material that is being increasingly applied in diverse fields including medical, aeronautical and structural engineering to be used in the active, passive and semi-active structural control devices. This paper is mainly aimed at evaluating the ductility and response modification factor of the steel plate shear wall (SPSW) frames with and without the Ni-Ti shape memory alloys. To this end, different configurations were utilized, in which the walls were used in the first, third, middle, and all stories. The models were numerically analyzed using OpenSees Software. The obtained results indicate that improving the shape memory properties of alloys can greatly enhance the ductility and response modification factor. Furthermore, the model whose first and third stories are equipped with the SMA shear wall was found to be 290% more ductile, with a greater response modification factor compared to the unequipped frame.
Shape Memory Alloys have attracted the interest of a great number of researchers in the world, and Mexico is not the exception. Research in this field started ten years ago, and is actually an active line covering the classical Cu-based and Ti-Ni alloys, but also the new Fe-based alloys. Although more basic studies have been performed at the present time, interest for applied research and technological goals is increasing. In this work we present a series of studies carried on these Shape Memory Alloys by the groups in Mexico, and explain what the interest of our groups are in the next future in this are of the Materials Science. Interdisciplinary work has been necessary in the characterization of the different alloys, and multiple techniques have been used, like Mossbauer spectroscopy, thermoelectric power, electron microscopy, ultrasound techniques, neutron and x-ray diffraction, calorimetry, among others. Collaboration With other groups in Europe and in the United States have become highly useful and productive, and some examples of such activities are also reported.
Five alloys were selected randomly in the composition range showing the best shape memory effect in Fe-Mn-Si system reported by Murakami. The shape memory effects of those alloys were mainly investigated through the training treatment which consisted of the repetition of 2% tensile deformation at room temperature and subsequent annealing at $600^{\circ}C$ above $A_r$ temperature. At the same deformation degress in rolling $600^{\circ}C$-annealing for 1 hr. showed the best shape memory effect, and 10%-deformation degrees represented maxima of the shpae memory effects at all annealing temperatures, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$ and $700^{\circ}C$. The shape memory effects of the alloys were increased by increasing training cycle up to 5 cycles. This was because a large number of dislocations introduced by training process gave rise to increase in the austenite yield stress, and acted as nucleation sites for stress induced ${\varepsilon}$ martensite. The thermal cycling treatment, repetition of cooling in nitrogen at $-196{\circ}C$ and heating to $300^{\circ}C$ for 5 min., did not improve the shape memory effect.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.