חומרים אקטיביים / חכמים יכולים לשנות את תכונותיהם תחת העמסה חיצונית. בחומרים אלו ניתן לקבל תגובה מכאנית משמעותית תחת שינוי טמפרטורה, הפעלה של שדה חשמלי או שדה מגנטי. עקב התנהגות ייחודית זו, חומרים אקטיביים יכולים לשמש כמנגנוני שפעול וחישה עצמאיים, ולהציג ביצועים עדיפים ביחס למנגנונים מכאניים מסורתיים, תוך ניצול נפח קטן יותר.
בהרצאה זו אציג את העקרונות הפיזיקאליים המאפשרים את התגובה המכאנית של חומרים אקטיביים. אראה כי תגובה זו מתבצעת ע”י תנועה של משטחי ביניים, למשל גבול בין פאזות האוסטניט למרטנזיט במתכות זוכרות צורה (למשל NiTi ), וכן תנועה של גבולות תאומים. הדינאמיקה של תנועת משטחי הביניים, המאופיינת בעזרת חוקים קינטיים, מכתיבה את התגובה המכאנית הכוללת של החומר.
לכן, חקר הקינטיקה של משטחי הביניים הכרחי על מנת להבין את ההתנהגות הפיזיקאלית הייחודית, ולאפשר תכנון משופר של חומרים אקטיביים ומנגנוני שפעול וחישה מתקדמים.
אראה כיצד חקר הקינטיקה נעשה על ידי הפעלה מבוקרת של פולסים קצרים של כוחות מניעים שונים (טמפרטורה, שדה חשמלי, שדה מגנטי, עומס מכאני) ומדידה ישירה של חוקים קינטיים של תנועת משטחי הביניים. אציג מספר מערכות ניסויי ייחודיות בהן אנו משתמשים על מנת לחקור קינטיקה זו בחומרים אקטיביים שונים.
כדוגמא, אציג מתודולוגיית מחקר שיושמה על חומר אקטיבי פרומגנטי מסוג Ni-Mn-Ga, מרמת המחקר הבסיסי של קינטיקת גבולות תאומים ועד ליכולת לתאר ולחזות את התגובה דינאמית של אקטואטור אמיתי, וזיהוי של תופעות ופרמטרים חומריים המשפיעים על תגובה זו.
על המרצה: ד”ר אילון פארן הוא בעל תואר ראשון בהנדסת חומרים ופיזיקה (1996) , תואר שני בהנדסת חומרים (1999 ), ותואר שלישי בהנדסת מכונות (2012), שלושתם מהטכניון. בנוסף לכך הוא עבד בתעשייה בארץ ובחו”ל במספר חברות מגוונות , כולל כמהנדס פיתוח ברפאל. שם , בין היתר, החל לראשונה להטמיע את השימוש במתכות זוכרות צורה.
מאז 2012 , משמש כחוקר במעבדה למיקרו וננו מכניקה של חומרים בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון. במסגרת זו הוא עורך מחקר עצמאי, מנחה סטודנטים לפרוייקטי גמר ולתארים מתקדמים, ומרצה ומתרגל במספר קורסים בלימודי הסמכה ומוסמכים.