Nitinolová slitinaje speciální slitina, která dokáže při určité teplotě automaticky obnovit svou plastickou deformaci do původního tvaru. Její roztažnost je více než 20 %, její únavová životnost dosahuje 1*10 až 7. výkon, její tlumicí vlastnosti jsou 10krát vyšší než u běžných pružin a její odolnost proti korozi je lepší než u nejlepší lékařské nerezové oceli současnosti, takže může splňují požadavky různého inženýrství a je to velmi vynikající funkční materiál pro potřeby lékařských aplikací.
Kromě jedinečné funkce tvarové paměti mají paměťové slitiny také vynikající vlastnosti, jako je odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi, vysoké tlumení a superelasticita.
1. Výkon a vlastnosti:
(1) Fázová transformace a vlastnosti slitiny nitinolu:
Jak název napovídá,slitina nitinoluje binární slitina složená z niklu a titanu. V důsledku změn teploty a mechanického tlaku existují dvě různé fáze krystalické struktury, a to austenitová fáze a martenzitická fáze. Sekvence fázových přeměn nikl-titanové slitiny při ochlazení je mateřská fáze (austenitová fáze) - R fáze - martenzitická fáze. Fáze R má tvar kosočtverce a austenit je ve stavu, kdy je teplota vyšší (vyšší než teplota, při které austenit začíná) nebo když je zátěž odstraněna (vnější síla odstraňuje deaktivaci). Je krychlový a tvrdý. Tvar je poměrně stabilní. Martenzitická fáze je stav, kdy je teplota relativně nízká (menší než Mf: teplota, při které martenzit končí) nebo když je zatížen (aktivován vnější silou). Je šestihranný, tvárný, opakovatelný, méně stabilní a snadněji se deformuje.
2. Speciální vlastnosti slitiny nitinolu:
1). Charakteristiky tvarové paměti (tvarová paměť) Tvarová paměť je, 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. , doprovázené Inverzní fázovou změnou se materiál automaticky vrátí do svého tvaru v mateřské fázi. Efekt tvarové paměti je ve skutečnosti tepelně indukovaný proces změny fáze slitiny Nitinol.
2). Superelasticita: Takzvaná superelasticita se týká jevu, že vzorek vytváří deformaci mnohem větší, než je mezní elasticita deformace při působení vnější síly, a deformace se může automaticky obnovit, když je nezatížena. To znamená, že ve stavu mateřské fáze dochází vlivem vnějšího napětí k martenzitické transformaci vyvolané napětím, takže slitina vykazuje mechanické chování odlišné od běžných materiálů. Jeho mez pružnosti je mnohem větší než u běžných materiálů a již nedodržuje tygří Gramův zákon. Na rozdíl od vlastností tvarové paměti nemá superelasticita žádné tepelné zapojení. Celkově vzato superelasticita znamená, že napětí se nezvyšuje s nárůstem deformace v určitém rozsahu deformace. Superelasticitu lze rozdělit do dvou kategorií: lineární superelasticitu a nelineární superelasticitu. V křivce napětí-deformace prvního jmenovaného je vztah mezi napětím a deformací blízký lineární. Nelineární superelasticita označuje výsledek namáháním indukované martenzitické fázové transformace a její reverzní fázové transformace během zatěžování a odlehčování v určitém teplotním rozsahu nad Af. Proto se nelineární superelasticita také nazývá pseudoelasticita fázové transformace. Pseudoelasticita fázového přechodu slitiny niklu a titanu může dosáhnout asi 8 %. Superelasticita slitiny Nitinol se může měnit se změnami podmínek tepelného zpracování. Když se obloukový drát zahřeje nad 400ºC, superelasticita se začne snižovat.
3). Citlivost na změny teploty v dutině ústní: Korekční síla drátů z nerezové oceli a dentálních ortodontických drátů ze slitiny CoCr v zásadě není ovlivněna teplotou v dutině ústní. Ortodontická síla superelastického dentálního ortodontického drátu ze slitiny niklu a titanu se mění se změnami 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 v oblastech, kde průtok krve stagnuje v důsledku kapilární stagnace způsobené ortodontickým zařízením, takže reparační buňky jsou plně vyživovány během pohybu zubů. Udržujte jeho vitalitu a normální funkce. Ortodontisté na druhé straně nedokážou přesně kontrolovat nebo měřit ortodontické síly v ústním prostředí.
4). Antikorozní výkon: Studie ukázaly, že antikorozní výkon nikl-titanového drátu je podobný jako u drátu z nerezové oceli.
5). Antitoxicita: Nitinol Alloy má speciální chemické složení, to znamená, že je to nikl-titanová a další atomová slitina, obsahující asi 50 % niklu, a nikl je známý jako karcinogenní a podporuje rakovinu. Za normálních okolností 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.
6). Jemná ortodontická síla: V současnosti komerčně používané dentální ortodontické 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 beta titanu. Křivky zatížení-posunutí těchto ortodontických drátů za podmínek zkoušky tahem a tříbodovým ohybem. Nitinol Alloy má nejnižší a nejplošší platformu vykládací křivky, což naznačuje, že může nejlépe poskytnout dlouhotrvající a jemnou korekční sílu.
7). Dobré vlastnosti tlumení nárazů: Čím větší jsou vibrace způsobené žvýkáním a nočním broušením obloukového drátu, tím větší je poškození zubních kořenů a parodontálních tkání. Prostřednictvím výsledků různých experimentů zeslabení obloukového drátu bylo zjištěno, že amplituda vibrací drátu z nerezové oceli je větší než amplituda superelastického nitinolového drátu. Počáteční amplituda vibrací superelastického nitinolového drátu je pouze poloviční než u drátu z nerezové oceli. Dobré vlastnosti obloukového drátu pohlcující vibrace a nárazy jsou dobré pro zuby. Vaše zdraví je velmi důležité a tradiční obloukové dráty, jako jsou dráty z nerezové oceli, mají tendenci zhoršovat resorpci zubního kořene.
Proto,Slitina nitinolumůže splňovat potřeby různých inženýrských a lékařských aplikací a je velmi vynikajícím funkčním materiálem.
