Hợp kim tự định hình gia tăng chất lượng công trình xây dựng

Viện nghiên cứu của trường đại học kĩ thuật Bergakademie Freiberg, Đức đã tiến hành thí nghiệm trong đó loại hợp kim nhớ hình SMA được rèn tới nhiệt độ 1.1500C. Loại hợp kim SMA có thể trở lại hình dạng ban đầu sau khi bị biến dạng nghiêm trọng một cách tự nhiên hoặc sau khi sử dụng nhiệt. Loại vật liệu hữu dụng này không chỉ được sử dụng cho các loại khung mà còn trong các ứng dụng kỹ thuật như máy điều nhiệt, vi thiết bị truyền động. Các ứng dụng khác trong ngành công nghiệp xây dựng như gia cố cầu.

Nếu dầm bê tông cốt thép được đúc với các thanh bằng vật liệu SMA, sau đó chúng có thể được “kích hoạt” thông qua các ứng dụng nhiệt. Để gia cố cầu cần tạo một lực cần thiết trên các thanh SMA đơn giản bằng cách làm nóng chúng bằng cách đưa một dòng điện qua chúng.

Các hợp kim titan niken được sử dụng làm khung không thích hợp để sử dụng trong các ngành công nghiệp xây dựng. Loại vật liệu SMA gốc sắt hữu ích trong xây dựng bởi giá nguyên liệu và chi phí sản xuất thấp. Tuy nhiên, một vấn đề còn là trở ngại lớn do để kích hoạt hiệu ứng phải tăng nhiệt độ lên đến 4000C, đối với những loại vật liệu nhảy cảm như bê tông, vữa mức nhiệt này là quá cao. Trong một nghiên cứu mới các nhà khoa học đã cho ra đời loại hợp kim nhớ hình SMA gốc sắt - mangan - silicon, chỉ cần kích hoạt tại mức nhiệt 1600C, phù hợp cho bê tông.

Tăng chất lượng công trình xây dựng bằng hợp kim tự định hình. Ảnh: Báo Xây Dựng

Bên cạnh đó, các nhà khoa học thuộc trường Đại học Tohoku (Nhật Bản) đã cho thêm một lượng nhỏ chất niken vào trong hợp kim sắt để tạo ra một loại hợp kim siêu đàn hồi. Loại vật liệu mới này có thể phục hồi hình dạng gốc sau khi được nung ở nhiệt độ từ 196 - 240 độ C. 

Theo tiến sĩ Toshihiro Omori - người đứng đầu nghiên cứu, loại vật liệu mới có độ co giãn tốt hơn nhiều so với các loại hợp kim siêu đàn hồi trước đây, vốn không thể phục hồi hình dạng gốc sau khi chịu nhiệt độ dưới -20 độ C hoặc trên 80 độ C.

“Vật liệu hợp kim siêu đàn hồi của chúng tôi rất nhạy cảm với nhiệt độ. Đây là đặc tính rất quan trọng đối với một loại vật liệu khi nhiệt độ thay đổi. Một ưu điểm nữa của loại vật liệu mới này là giá thành thấp. Vì thế, nó có thể được sử dụng cho những ứng dụng lớn”, tiến sĩ Toshihiro Omori cho biết.

Loại hợp kim siêu đàn hồi mới có thể được sử dụng trong các môi trường có sự dao động nhiệt độ lớn như các trục nối hay cần điều khiển trong ô tô, máy bay, tàu vũ trụ,... Ngoài ra, nó cũng có thể được dùng để giảm sự rung lắc cho các nhà cao tầng khi xảy ra động đất.

Hạnh Chi (T/h)