Nitinol ist eine Formgedächtnislegierung, eine spezielle Legierung, die bei einer bestimmten Temperatur durch ihre eigene plastische Verformung automatisch ihre ursprüngliche Form wiederherstellen kann. Seine Dehnungsrate liegt bei über 20 Prozent, die Ermüdungslebensdauer erreicht 1*10 hoch 7, die Dämpfungseigenschaften sind 10-mal höher als bei gewöhnlichen Federn und seine Korrosionsbeständigkeit ist besser als die des derzeit besten medizinischen Edelstahls, sodass er verschiedenen technischen Anforderungen gerecht wird und es ist ein sehr hervorragendes Funktionsmaterial für die Anwendungsanforderungen der Medizin.
Zusätzlich zu ihrer einzigartigen Formgedächtnisfunktion verfügen Gedächtnislegierungen auch über hervorragende Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hohe Dämpfung und Superelastizität.
Segmentleistung und Funktionen:
）Phasenübergang und Leistung von Nitinol
Wie der Name schon sagt, ist Nitinol eine binäre Legierung aus Nickel und Titan. Aufgrund der Änderung von Temperatur und mechanischem Druck gibt es zwei verschiedene Phasen der Kristallstruktur, nämlich die Austenitphase und die Martensitphase. Die Phasenumwandlungssequenz der Nickel-Titan-Legierung während des Abkühlens ist Mutterphase (Austenitphase)-R-Phase-Martensitphase. Die R-Phase ist eine Raute, und der Austenit ist ein Würfel, wenn die Temperatur höher ist (größer als dieselbe: d. h. die Temperatur, bei der die Austenitbildung beginnt) oder wenn die Last entfernt wird (Deaktivierung durch äußere Kraft). Die Form ist relativ stabil. Die Martensitphase ist ein Zustand, in dem die Temperatur relativ niedrig (weniger als Mf: die Temperatur, bei der Martensit endet) oder belastet (durch äußere Kraft aktiviert), hexagonal, duktil, wiederholbar, weniger stabil und leichter außer Form ist.
2. ）Besondere Eigenschaften von Nitinol
01. Formgedächtnis Formgedächtnis bedeutet, dass, wenn die Ausgangsphase einer bestimmten Form von über der Af-Temperatur auf unter die Mf-Temperatur abgekühlt wird, um Martensit zu bilden, der Martensit bei einer Temperatur unter Mf verformt und auf unter die Af-Temperatur erhitzt wird. Beim umgekehrten Phasenübergang nimmt das Material automatisch seine Form in der Ausgangsphase wieder an. Tatsächlich handelt es sich beim Formgedächtniseffekt um einen wärmeinduzierten Phasenumwandlungsprozess einer Nickel-Titan-Legierung.
02. Superelastizität Die sogenannte Superelastizität bezieht sich auf das Phänomen, dass die Probe unter Einwirkung einer äußeren Kraft eine Dehnung erzeugt, die viel größer ist als die elastische Grenzdehnung, und die Dehnung kann sich beim Entladen automatisch erholen. Das heißt, im Zustand der Ausgangsphase kommt es aufgrund der Einwirkung der äußeren Spannung zu einer spannungsinduzierten martensitischen Umwandlung, so dass die Legierung ein anderes mechanisches Verhalten als gewöhnliche Materialien aufweist und ihre Elastizitätsgrenze weit darüber liegt das von gewöhnlichen Materialien, und es gehorcht nicht mehr dem Hu-Gram-Gesetz. Im Gegensatz zu den Formgedächtniseigenschaften hat die Superelastizität keinen thermischen Einfluss. Alles in allem bedeutet Hyperelastizität, dass die Spannung mit zunehmender Dehnung innerhalb eines bestimmten Verformungsbereichs nicht zunimmt, und Superelastizität kann in lineare Hyperelastizität und nichtlineare Hyperelastizität unterteilt werden. In der erstgenannten Spannungs-Dehnungs-Kurve ist der Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung nahezu linear. Nichtlineare Hyperelastizität bezieht sich auf das Ergebnis einer spannungsinduzierten martensitischen Umwandlung und ihrer umgekehrten Umwandlung während der Belastung und Entlastung in einem bestimmten Temperaturbereich über Af, daher wird nichtlineare Superelastizität auch Phasenübergangspseudoelastizität genannt. Die Pseudoelastizität der Phasenänderung einer Nickel-Titan-Legierung kann etwa 8 Prozent erreichen. Die Superelastizität von Nitinol kann sich mit der Änderung der Wärmebehandlungsbedingungen ändern. Wenn der Bogen auf über 400 °C erhitzt wird, beginnt die Superelastizität abzunehmen.
03.） Empfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen in der Mundhöhle: Die kieferorthopädische Kraft von Edelstahldraht und kieferorthopädischem Draht aus CoCr-Legierung wird grundsätzlich nicht durch die Temperatur in der Mundhöhle beeinflusst. Die kieferorthopädische Kraft des superelastischen kieferorthopädischen Drahtes aus einer Nickel-Titan-Legierung ändert sich mit der Änderung der Mundtemperatur. Wenn das Ausmaß der Verformung konstant ist. Mit steigender Temperatur nimmt die Korrekturkraft zu. Einerseits kann es die Bewegung der Zähne beschleunigen, da die Temperaturänderung in der Mundhöhle den Blutfluss im stagnierenden Teil des Blutflusses stimuliert, der durch die durch das kieferorthopädische Gerät verursachte Kapillarstagnation verursacht wird, so dass die Reparatur erfolgt Zellen können während der Bewegung der Zähne vollständig ernährt werden und ihre Vitalität und normale Funktion erhalten. Andererseits können Kieferorthopäden die Korrekturkraft im Mundmilieu nicht genau kontrollieren oder messen.
04.）Korrosionsbeständigkeit: Studien haben gezeigt, dass die Korrosionsbeständigkeit von Nickel-Titan-Draht der von Edelstahldraht ähnelt
05.） Antitoxizität: Nitinol-Formgedächtnislegierung hat eine besondere chemische Zusammensetzung, das heißt, es handelt sich um eine Atomlegierung wie Nickel und Titan, die etwa 50 Prozent Nickel enthält, und Nickel hat bekanntermaßen krebserregende und krebsfördernde Wirkungen. Im Allgemeinen wirkt die Titanoxidation in der Oberflächenschicht als Barriere, wodurch Ni-Ti-Legierungen eine gute Biokompatibilität aufweisen. TiXOy und TixNiOy in der Oberflächenschicht können die Freisetzung von Ni hemmen.
06.）Weiche kieferorthopädische Kraft: Zu den derzeit kommerziell genutzten kieferorthopädischen Metalldrähten gehören Drähte aus austenitischem Edelstahl, Drähte aus Kobalt-Chrom-Nickel-Legierungen, Drähte aus Nickel-Chrom-Legierungen, Drähte aus australischen Legierungen, Drähte aus Goldlegierungen und Drähte aus ß-Titan-Legierungen. Last-Verschiebungs-Kurven für diese kieferorthopädischen Drähte unter Zugversuchs- und Dreipunkt-Biegeversuchsbedingungen. Das Plateau der Entlastungskurve der Nickel-Titan-Legierung ist am niedrigsten und flachsten, was darauf hinweist, dass sie die haltbarste und sanfteste Korrekturkraft bieten kann.
07.）Gute Stoßdämpfungseigenschaften: Je größer die durch Kauen und Bruxismus verursachte Vibration am Bogendraht ist, desto größer ist die Schädigung der Wurzel und des parodontalen Gewebes. Den Ergebnissen verschiedener Bogendrahtdämpfungsexperimente zufolge ist die Schwingungsamplitude des Edelstahldrahtes größer als die des superelastischen Nickel-Titan-Drahts und die anfängliche Schwingungsamplitude des superelastischen Nickel-Titan-Bogendrahtes beträgt nur die Hälfte die des Edelstahldrahtes. Die Zahngesundheit ist sehr wichtig und herkömmliche Bogendrähte wie Edelstahl neigen dazu, die Wurzelresorption zu verschlimmern.
