Nitinol-Legierungist eine spezielle Legierung, die bei einer bestimmten Temperatur ihre plastische Verformung automatisch wieder in die ursprüngliche Form bringen kann. Seine Ausdehnungsrate beträgt mehr als 20 %, seine Ermüdungslebensdauer erreicht 1*10 hoch 7, seine Dämpfungseigenschaften sind zehnmal höher als bei gewöhnlichen Federn und seine Korrosionsbeständigkeit ist besser als die des derzeit besten medizinischen Edelstahls, also ist dies möglich erfüllen die Anforderungen verschiedener technischer Anwendungen und sind ein hervorragendes Funktionsmaterial für medizinische Anwendungszwecke.
Zusätzlich zu ihrer einzigartigen Formgedächtnisfunktion verfügen Gedächtnislegierungen auch über hervorragende Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hohe Dämpfung und Superelastizität.
1. Leistung und Funktionen:
(1) Phasenumwandlung und Eigenschaften der Nitinollegierung:
Wie der Name schon sagt,Nitinollegierungist eine binäre Legierung aus Nickel und Titan. Aufgrund von Temperatur- und mechanischen Druckänderungen gibt es zwei verschiedene Kristallstrukturphasen, nämlich die Austenitphase und die Martensitphase. Die Phasenumwandlungssequenz einer Nickel-Titan-Legierung beim Abkühlen ist die Ausgangsphase (Austenitphase) – R-Phase – Martensitphase. Die R-Phase ist rhombusförmig und Austenit befindet sich in einem Zustand, wenn die Temperatur höher ist (höher als die Temperatur, bei der Austenit beginnt) oder wenn die Last entfernt wird (äußere Kraft entfernt die Deaktivierung). Es ist kubisch und hart. Die Form ist relativ stabil. Die Martensitphase ist ein Zustand, in dem die Temperatur relativ niedrig ist (weniger als Mf: die Temperatur, bei der Martensit endet) oder wenn sie belastet ist (durch äußere Kraft aktiviert). Es ist sechseckig, duktil, wiederholbar, weniger stabil und lässt sich leichter verformen.
2. Besondere Eigenschaften der Nitinollegierung:
1). Formgedächtniseigenschaften (Formgedächtnis) Beim Formgedächtnis entsteht, wenn die Ausgangsphase einer bestimmten Form von über der Af-Temperatur auf unter die Mf-Temperatur abgekühlt wird, um Martensit zu bilden. Der Martensit wird bei einer Temperatur unter Mf verformt und auf unter die Af-Temperatur erhitzt , begleitet von Bei der umgekehrten Phasenänderung kehrt das Material automatisch in seine Form in der Ausgangsphase zurück. Tatsächlich handelt es sich beim Formgedächtniseffekt um einen thermisch induzierten Phasenänderungsprozess der Nitinollegierung.
2). Superelastizität: Die sogenannte Superelastizität bezieht sich auf das Phänomen, dass die Probe unter Einwirkung äußerer Kraft eine Dehnung erzeugt, die weit über der elastischen Grenzdehnung liegt und sich die Dehnung bei Entlastung automatisch erholen kann. Das heißt, im Ausgangsphasenzustand kommt es aufgrund der Einwirkung äußerer Spannung zu einer spannungsinduzierten martensitischen Umwandlung, sodass die Legierung ein anderes mechanisches Verhalten als gewöhnliche Materialien aufweist. Seine Elastizitätsgrenze ist viel größer als bei gewöhnlichen Materialien und es entspricht nicht mehr dem Tiger-Gram-Gesetz. Im Gegensatz zu den Formgedächtniseigenschaften hat die Superelastizität keinen thermischen Einfluss. Alles in allem bedeutet Superelastizität, dass die Spannung mit zunehmender Dehnung innerhalb eines bestimmten Verformungsbereichs nicht zunimmt. Superelastizität kann in zwei Kategorien unterteilt werden: lineare Superelastizität und nichtlineare Superelastizität. In der Spannungs-Dehnungs-Kurve des ersteren ist die Beziehung zwischen Spannung und Dehnung nahezu linear. Nichtlineare Superelastizität bezieht sich auf das Ergebnis einer spannungsinduzierten martensitischen Phasenumwandlung bzw. ihrer umgekehrten Phasenumwandlung während der Belastung und Entlastung in einem bestimmten Temperaturbereich über Af. Daher wird die nichtlineare Superelastizität auch als Pseudoelastizität der Phasentransformation bezeichnet. Die Pseudoelastizität des Phasenübergangs einer Nickel-Titan-Legierung kann etwa 8 % erreichen. Die Superelastizität der Nitinol-Legierung kann sich mit Änderungen der Wärmebehandlungsbedingungen ändern. Wenn der Bogen auf über 400 °C erhitzt wird, beginnt die Superelastizität abzunehmen.
3). Empfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen in der Mundhöhle: Die Korrekturleistung von Edelstahldrähten und zahnärztlichen kieferorthopädischen Drähten aus CoCr-Legierung wird grundsätzlich nicht durch die Temperatur in der Mundhöhle beeinflusst. Die kieferorthopädische Kraft des superelastischen zahnärztlichen kieferorthopädischen Drahtes aus einer Nickel-Titan-Legierung ändert sich mit Änderungen der Mundtemperatur. Wenn der Verformungsgrad 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 in den Bereichen anregt, in denen der Blutfluss aufgrund der durch das kieferorthopädische Gerät verursachten Kapillarstauung stagniert, so dass die Zellen repariert werden werden während der Bewegung der Zähne vollständig ernährt. Behalten Sie seine Vitalität und normale Funktionen bei. Kieferorthopäden hingegen können die kieferorthopädischen Kräfte im Mundraum nicht präzise kontrollieren oder messen.
4). Korrosionsschutzleistung: Studien haben gezeigt, dass die Korrosionsschutzleistung von Nickel-Titan-Draht der von Edelstahldraht ähnelt.
5). Antitoxizität: Nitinol-Legierung hat eine spezielle chemische Zusammensetzung, das heißt, es ist eine Nickel-Titan- und andere Atomlegierung, die etwa 50 % Nickel enthält, und Nickel ist bekanntermaßen krebserregend und krebsfördernd. Unter normalen Umständen wirkt die Oxidation von Titan auf der Oberflächenschicht als Barriere, wodurch Ni-Ti-Legierungen eine gute Biokompatibilität aufweisen. TiXOy und TixNiOy in der Oberflächenschicht können die Freisetzung von Ni hemmen.
6). Sanfte kieferorthopädische Kraft: Zu den derzeit kommerziell verwendeten zahnärztlichen kieferorthopädischen Drähten gehören austenitischer Edelstahldraht, Draht aus Kobalt-Chrom-Nickel-Legierung, Draht aus Nickel-Chrom-Legierung, Draht aus australischer Legierung, Draht aus Goldlegierung und Draht aus Beta-Titan-Legierung. Last-Verschiebungs-Kurven dieser kieferorthopädischen Drähte unter Zugversuchs- und Dreipunkt-Biegeversuchsbedingungen. Nitinol Alloy verfügt über die niedrigste und flachste Entladekurvenplattform, was darauf hinweist, dass es am besten eine lang anhaltende und sanfte Korrekturkraft bieten kann.
7). Gute stoßdämpfende Eigenschaften: Je größer die Vibrationen sind, die durch Kauen und nächtliches Knirschen am Bogendraht entstehen, desto größer ist der Schaden an Zahnwurzeln und parodontalem Gewebe. Durch die Ergebnisse verschiedener Bogendrahtdämpfungsexperimente wurde festgestellt, dass die Schwingungsamplitude von Edelstahldraht größer ist als die von superelastischem Nitinoldraht. Die anfängliche Schwingungsamplitude von superelastischem Nitinoldraht ist nur halb so groß wie die von Edelstahldraht. Die guten vibrations- und stoßdämpfenden Eigenschaften des Bogendrahtes sind gut für die Zähne. Ihre Gesundheit ist sehr wichtig und herkömmliche Bögen wie Edelstahldrähte neigen dazu, die Zahnwurzelresorption zu verschlimmern.
Daher,Nitinol-Legierungkann die Anforderungen verschiedener technischer und medizinischer Anwendungen erfüllen und ist ein sehr hervorragendes Funktionsmaterial.
