Gedächtnisdraht-Motor (Heatmobile)

 

Kurzbeschreibung

Ein Draht aus einer Nitinol (Legierung aus ~50% Nickel, ~50% Titan) kann verbogen werden wie viele andere auch. Er hat jedoch die Besonderheit, dass er beim Erwärmen in seine alte Form zurückspringt. Man sagt er erinnert sich. Das Heatmobile besteht aus einer geschlossenen Nitinol Draht-Schlaufe, die durch zyklische Erwärmung in heissem Wasser und Abkühlung in der Umgebungsluft die beiden Räder antreibt. Die Funktion des Heatmobile (Wang Maschine) basiert auf diesem sogenannten "Memory-Effekt". Durch Wärmebehandlung (ca. 600° C) und einen entsprechenden Formgebungs-Prozess kann dem Material eine vorgegebene Form aufgeprägt werden. Die Gedächtniseigenschaft ist eine Folge der starken Temperaturabhängigkeit der Last-Dehnungsdiagramme solcher Legierungen. Die folgende Abbildung zeigt ein Diagramm in schematischer Form.

Taucht man ein Rad der Wang-Maschine in warmes Wasser und stößt das andere leicht an, so beginnen beide Räder sich zu drehen. Beim Eintauchen in das warme Bad ist das Biegemoment im Draht klein, denn der Draht befindet sich in der weichen martensischen Phase. Während des Durchlaufens des warmen Bades geht der Draht in die steife austentische Phase über. Das Biegemoment wächst. Es bleibt also ein Restmoment, das die Rotation des Rades verursacht. Das zweite aus Kupfer bestehende Rad kühlt den Draht wieder auf Raumtemperatur.

Betriebsanleitungen: Wasserkocher