aleación de nitinoles una aleación especial que puede restaurar automáticamente su deformación plástica a su forma original a una temperatura específica. Su tasa de expansión es superior al 20%, su vida a la fatiga alcanza 1*10 elevado a la séptima potencia, sus características de amortiguación son 10 veces superiores a las de los resortes ordinarios y su resistencia a la corrosión es mejor que la del mejor acero inoxidable médico actual, por lo que puede Cumple con los requisitos de diversas ingenierías y es un material funcional excelente para las necesidades de aplicaciones médicas.
Además de su función única de memoria de forma, las aleaciones con memoria también tienen excelentes características como resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, alta amortiguación y superelasticidad.
1. Rendimiento y características:
(1) Transformación de fase y propiedades de la aleación de nitinol:
Como el nombre sugiere,aleación de nitinolEs una aleación binaria compuesta de níquel y titanio. Debido a los cambios de temperatura y presión mecánica, existen dos fases de estructura cristalina diferentes, a saber, la fase austenita y la fase martensita. La secuencia de transformación de fases de la aleación de níquel-titanio cuando se enfría es fase principal (fase austenita) - fase R - fase martensita. La fase R tiene forma de rombo y la austenita se encuentra en un estado cuando la temperatura es más alta (mayor que la temperatura a la que comienza la austenita) o cuando se elimina la carga (la fuerza externa elimina la desactivación). Es cúbico y duro. La forma es relativamente estable. La fase de martensita es un estado en el que la temperatura es relativamente baja (inferior a Mf: la temperatura a la que termina la martensita) o cuando está cargada (activada por una fuerza externa). Es hexagonal, dúctil, repetible, menos estable y más fácil de deformar.
2. Propiedades especiales de la aleación de nitinol:
1). Características de la memoria de forma (memoria de forma) La memoria de forma es cuando la fase principal de una determinada forma se enfría desde una temperatura superior a Af hasta una temperatura inferior a Mf para formar martensita, la martensita se deforma a una temperatura inferior a Mf y se calienta por debajo de la temperatura Af. , acompañado de un cambio de fase inverso, el material vuelve automáticamente a su forma en la fase principal. De hecho, el efecto de memoria de forma es un proceso de cambio de fase inducido térmicamente de la aleación de nitinol.
2). Superelasticidad: la llamada superelasticidad se refiere al fenómeno de que la muestra produce una deformación mucho mayor que la deformación límite elástica bajo la acción de una fuerza externa, y la deformación puede recuperarse automáticamente cuando se descarga. Es decir, en el estado de fase original, debido a la acción de tensiones externas, se produce una transformación martensítica inducida por tensiones, por lo que la aleación exhibe un comportamiento mecánico diferente al de los materiales ordinarios. Su límite elástico es mucho mayor que el de los materiales ordinarios y ya no cumple la ley del tigre de Gram. A diferencia de las propiedades de memoria de forma, la superelasticidad no tiene implicación térmica. En definitiva, la superelasticidad significa que la tensión no aumenta con el aumento de la deformación dentro de un cierto rango de deformación. La superelasticidad se puede dividir en dos categorías: superelasticidad lineal y superelasticidad no lineal. En la curva tensión-deformación del primero, la relación entre tensión y deformación es casi lineal. La superelasticidad no lineal se refiere al resultado de la transformación de fase martensítica inducida por tensión y su transformación de fase inversa, respectivamente, durante la carga y descarga en un cierto rango de temperatura por encima de Af. Por lo tanto, la superelasticidad no lineal también se denomina pseudoelasticidad de transformación de fase. La pseudoelasticidad de transición de fase de la aleación de níquel-titanio puede alcanzar aproximadamente el 8%. La superelasticidad de la aleación de nitinol puede cambiar con los cambios en las condiciones del tratamiento térmico. Cuando el arco se calienta por encima de los 400ºC, la superelasticidad comienza a disminuir.
3). Sensibilidad a los cambios de temperatura en la cavidad bucal: el poder de corrección de los alambres de acero inoxidable y los alambres de ortodoncia dental de aleación de CoCr básicamente no se ve afectado por la temperatura en la cavidad bucal. La fuerza ortodóncica del alambre de ortodoncia dental de aleación superelástica de níquel-titanio cambia con los cambios en la temperatura bucal. Cuando la cantidad de deformación es constante. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la fuerza de corrección. Por un lado, puede acelerar el movimiento de los dientes, porque el cambio de temperatura en la cavidad bucal estimulará el flujo sanguíneo en las zonas donde el flujo sanguíneo está estancado debido al estancamiento capilar causado por el dispositivo de ortodoncia, de modo que las células reparadoras Se nutren completamente durante el movimiento de los dientes. Mantener su vitalidad y funciones normales. Los ortodoncistas, por otro lado, no pueden controlar ni medir con precisión las fuerzas ortodóncicas en el entorno bucal.
4). Rendimiento anticorrosión: los estudios han demostrado que el rendimiento anticorrosión del alambre de níquel-titanio es similar al del alambre de acero inoxidable.
5). Antitoxicidad: la aleación de nitinol tiene una composición química especial, es decir, es una aleación de níquel-titanio y otras aleaciones atómicas, que contiene aproximadamente un 50% de níquel, y se sabe que el níquel es cancerígeno y promueve el cáncer. En circunstancias normales, la oxidación del titanio en la capa superficial actúa como una barrera, lo que hace que las aleaciones de Ni-Ti tengan una buena biocompatibilidad. El TiXOy y TixNiOy en la capa superficial pueden inhibir la liberación de Ni.
6). Fuerza ortodóncica suave: Los alambres de ortodoncia dental utilizados actualmente comercialmente incluyen alambre de acero inoxidable austenítico, alambre de aleación de cobalto-cromo-níquel, alambre de aleación de níquel-cromo, alambre de aleación australiana, alambre de aleación de oro y alambre de aleación de beta titanio. Curvas de carga-desplazamiento de estos alambres de ortodoncia bajo condiciones de prueba de tracción y prueba de flexión de tres puntos. La aleación de nitinol tiene la plataforma de curva de descarga más baja y plana, lo que indica que puede proporcionar mejor una fuerza de corrección suave y duradera.
7). Buenas propiedades de absorción de impactos: cuanto mayor sea la vibración causada por la masticación y el rechinamiento nocturno del arco, mayor será el daño a las raíces de los dientes y los tejidos periodontales. A través de los resultados de diferentes experimentos de atenuación de arcos, se descubrió que la amplitud de vibración del alambre de acero inoxidable es mayor que la del alambre de nitinol superelástico. La amplitud de vibración inicial del alambre de nitinol superelástico es solo la mitad de la del alambre de acero inoxidable. Las buenas características de vibración y absorción de impactos del arco de alambre son buenas para los dientes. Su salud es muy importante y los arcos tradicionales, como los de acero inoxidable, tienden a agravar la reabsorción de la raíz del diente.
Por lo tanto,Aleación de nitinolPuede satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones médicas y de ingeniería y es un material funcional excelente.
