Nitinol je slitina s tvarovou pamětí, což je speciální slitina, která dokáže při určité teplotě automaticky obnovit vlastní plastickou deformaci do původního tvaru. Míra natažení je vyšší než 20 procent, únavová životnost dosahuje 1*10 až 7. výkon, tlumicí charakteristiky jsou 10krát vyšší než u běžných pružin a její odolnost proti korozi je lepší než u nejlepší lékařské nerezové oceli současnosti, takže může splňovat různé technické požadavky. a Je to velmi vynikající funkční materiál pro aplikační požadavky medicíny.
Kromě jedinečné funkce tvarové paměti mají paměťové slitiny také vynikající vlastnosti, jako je odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi, vysoké tlumení a superelasticita.
Výkon a funkce segmentu:
）Fázový přechod a výkon Nitinolu
Jak název napovídá, Nitinol je binární slitina složená z niklu a titanu. V důsledku změny teploty a mechanického tlaku existují dvě různé fáze krystalové struktury, a to austenitová fáze a martenzitická fáze. Fázová transformace slitiny nikl-titan během ochlazování je mateřská fáze (austenitová fáze)-R fáze-martenzitická fáze. Fáze R je kosočtverec a austenit je krychle, když je teplota vyšší (větší než stejná: tj. teplota, při které austenit začíná), nebo když je odstraněna zátěž (deaktivace vnější silou). Tvar je poměrně stabilní. Martenzitická fáze je stav, kdy je teplota relativně nízká (menší než Mf: teplota, při které martenzit končí) nebo zatížená (aktivována vnější silou), šestiúhelníková, tvárná, opakovatelná, méně stabilní a snadněji se tvaruje.
2. ）Speciální vlastnosti Nitinolu
01. Tvarová paměť s tvarovou pamětí znamená, že když je mateřská fáze určitého tvaru ochlazena z teploty vyšší než Af pod teplotu Mf za vzniku martenzitu, martenzit se deformuje při teplotě nižší než Mf a zahřeje se pod teplotu Af. S obráceným fázovým přechodem materiál automaticky obnoví svůj tvar v mateřské fázi. Efekt tvarové paměti je ve skutečnosti tepelně indukovaný proces fázové transformace slitiny niklu a titanu.
02. Superelasticita Takzvaná superelasticita se týká jevu, že vzorek při působení vnější síly vytváří deformaci mnohem větší, než je mezní deformace pružnosti, a deformace se může automaticky obnovit při odlehčení. To znamená, že ve stavu mateřské fáze dochází působením vnějšího napětí k martenzitické transformaci vyvolané napětím, takže slitina vykazuje mechanické chování odlišné od běžných materiálů a její mez pružnosti je daleko větší než z běžných materiálů a již se neřídí Hu Gramovým zákonem. Na rozdíl od vlastností tvarové paměti nemá superelasticita žádné tepelné zapojení. Celkově vzato hyperelasticita znamená, že napětí se nezvyšuje s nárůstem deformace v určitém rozsahu deformace a superelasticitu lze rozdělit na lineární hyperelasticitu a nelineární hyperelasticitu. V dřívější křivce napětí-deformace je vztah mezi napětím a deformací blízký lineární. Nelineární hyperelasticita označuje výsledek martenzitické transformace vyvolané napětím a její inverzní transformaci při zatěžování a odlehčování v určitém teplotním rozsahu nad Af, proto se nelineární superelasticita také nazývá pseudoelasticita fázového přechodu. Pseudoelasticita s fázovou změnou slitiny niklu a titanu může dosáhnout asi 8 procent. Superelasticitu Nitinolu lze změnit změnou podmínek tepelného zpracování. Když se obloukový drát zahřeje nad 400ºC, začne superelasticita klesat.
03.） Citlivost na změny teploty v dutině ústní: Ortodontická síla drátu z nerezové oceli a ortodontického drátu ze slitiny CoCr v zásadě není ovlivněna teplotou v dutině ústní. Ortodontická síla superelastického ortodontického drátu ze slitiny niklu a titanu se mění se změnou ústní teploty. Když je velikost deformace konstantní. S rostoucí teplotou se zvyšuje korekční síla. Na jedné straně může urychlit pohyb zubů, protože změna teploty v dutině ústní bude stimulovat průtok krve ve stagnující části krevního toku způsobené stagnací kapilár způsobenou ortodontickým zařízením, takže oprava buňky mohou být plně vyživovány při pohybu zubu, udržovat jeho vitalitu a normální funkci. Na druhou stranu ortodontisté nedokážou přesně kontrolovat nebo měřit korekční sílu v ústním prostředí.
04.）Odolnost proti korozi: Studie ukázaly, že odolnost proti korozi nikl-titanového drátu je podobná jako u drátu z nerezové oceli
05.） Antitoxicita: Nitinolová slitina s tvarovou pamětí má speciální chemické složení, to znamená, že se jedná o atomovou slitinu, jako je nikl a titan, obsahující asi 50 procent niklu, a je známo, že nikl má karcinogenní a rakovinotvorné účinky. Obecně působí oxidace titanu na povrchové vrstvě jako bariéra, díky čemuž mají slitiny Ni-Ti dobrou biokompatibilitu. TiXOy a TixNiOy v povrchové vrstvě mohou inhibovat uvolňování Ni.
06.）Měkká ortodontická síla: V současnosti komerčně používané ortodontické kovové dráty zahrnují drát z austenitické nerezové oceli, drát ze slitiny kobalt-chrom-nikl, drát ze slitiny niklu a chromu, drát z australské slitiny, drát ze slitiny zlata a drát ze slitiny ß-titanu. Křivky zatížení-posunutí pro tyto ortodontické dráty za podmínek zkoušky tahem a tříbodovým ohybem. Plošina odlehčovací křivky slitiny niklu a titanu je nejnižší a nejplošší, což naznačuje, že může poskytnout nejodolnější a nejměkčí korekční sílu.
07.）Dobré vlastnosti tlumení nárazů: čím větší jsou vibrace způsobené žvýkáním a bruxismem na obloukovém drátu, tím větší je poškození kořenové a periodontální tkáně. Podle výsledků různých experimentů zeslabení obloukového drátu bylo zjištěno, že amplituda vibrací drátu z nerezové oceli je větší než amplituda superelastického nikl-titanového drátu a počáteční amplituda vibrací superelastického nikl-titanového obloukového drátu je pouze poloviční. drátu z nerezové oceli. Zdraví zubů je velmi důležité a tradiční obloukové dráty, jako je nerezová ocel, mají tendenci zhoršovat resorpci kořenů.
