Nitinol er en formhukommelseslegering, som er en speciel legering, der automatisk kan genoprette sin egen plastiske deformation til sin oprindelige form ved en bestemt temperatur. Dens strækhastighed er over 20 procent, træthedslevetiden når 1*10 til 7. potens, dæmpningsegenskaberne er 10 gange højere end almindelige fjedre, og dens korrosionsbestandighed er bedre end det bedste medicinske rustfri stål i øjeblikket, så det kan opfylde forskellige teknikker og det er et meget fremragende funktionelt materiale til medicinens anvendelseskrav.
Ud over sin unikke formhukommelsesfunktion har memory-legeringer også fremragende egenskaber såsom slidstyrke, korrosionsbestandighed, høj dæmpning og superelasticitet.
Segmentydelse og funktioner:
） Faseovergang og ydeevne af Nitinol
Som navnet antyder, er Nitinol en binær legering sammensat af nikkel og titanium. På grund af ændringen af temperatur og mekanisk tryk er der to forskellige krystalstrukturfaser, nemlig austenitfase og martensitfase. Fasetransformationssekvensen af nikkel-titanium-legering under afkøling er moderfase (austenitfase)-R-fase-martensitfase. R-fasen er en rombe, og austenitten er en terning, når temperaturen er højere (større end den samme: det vil sige den temperatur, hvor austenitten starter), eller når belastningen fjernes (deaktivering ved ydre kraft). Formen er forholdsvis stabil. Martensitfasen er en tilstand, hvor temperaturen er relativt lav (mindre end Mf: den temperatur, ved hvilken martensit slutter) eller belastet (aktiveret af ekstern kraft), sekskantet, duktil, gentagelig, mindre stabil og lettere ude af form.
2.) Særlige egenskaber ved Nitinol
01. Formhukommelse med formhukommelse betyder, at når moderfasen af en bestemt form afkøles fra over Af-temperaturen til under Mf-temperaturen for at danne martensit, deformeres martensitten ved en temperatur under Mf og opvarmes til under Af-temperaturen. Med den omvendte faseovergang genvinder materialet automatisk sin form i moderfasen. Faktisk er formhukommelseseffekten en varmeinduceret fasetransformationsproces af nikkel-titanium-legering.
02. Superelasticitet Den såkaldte superelasticitet refererer til det fænomen, at prøven frembringer en tøjning, der er meget større end den elastiske grænsebelastning under påvirkning af en ekstern kraft, og belastningen kan automatisk komme sig ved aflæsning. Det vil sige, at i tilstanden af moderfasen, på grund af påvirkningen af den ydre spænding, sker den spændingsinducerede martensitiske transformation, således at legeringen udviser mekanisk opførsel, der er forskellig fra den for almindelige materialer, og dens elasticitetsgrænse er langt større end det af almindelige materialer, og det adlyder ikke længere Hu Gram-loven. I modsætning til formhukommelsesegenskaber har superelasticitet ingen termisk involvering. Alt i alt betyder hyperelasticitet, at spændingen ikke øges med stigningen af tøjning inden for et vist deformationsområde, og superelasticitet kan opdeles i lineær hyperelasticitet og ikke-lineær hyperelasticitet. I den tidligere stress-strain-kurve er forholdet mellem stress og strain tæt på lineært. Ikke-lineær hyperelasticitet refererer til resultatet af stress-induceret martensitisk transformation og dens omvendte transformation under belastning og aflæsning i et bestemt temperaturområde over Af, så ikke-lineær superelasticitet kaldes også faseovergangspseudoelasticitet. Faseændringens pseudo-elasticitet af nikkel-titanium-legering kan nå omkring 8 procent. Superelasticiteten af Nitinol kan ændres med ændringen af varmebehandlingsbetingelserne. Når buetråden opvarmes til over 400ºC, begynder superelasticiteten at falde.
03.） Følsomhed over for temperaturændringer i mundhulen: Den ortodontiske kraft af rustfri ståltråd og CoCr-legering ortodontisk wire påvirkes som udgangspunkt ikke af temperaturen i mundhulen. Den ortodontiske kraft af superelastisk nikkel-titanium-legering ortodontisk tråd ændres med ændringen af oral temperatur. Når mængden af deformation er konstant. Når temperaturen stiger, øges korrektionskraften. På den ene side kan det fremskynde tændernes bevægelse, fordi temperaturændringen i mundhulen vil stimulere blodgennemstrømningen i den stillestående del af blodgennemstrømningen forårsaget af kapillærstagnationen forårsaget af tandreguleringsanordningen, således at reparationen celler kan ernæres fuldt ud under tændernes bevægelse, opretholde dens vitalitet og normale funktion. På den anden side kan ortodontister ikke præcist kontrollere eller måle den korrigerende kraft i det orale miljø.
04.） Korrosionsbestandighed: Undersøgelser har vist, at korrosionsbestandigheden af nikkel-titanium-tråd svarer til den for rustfri ståltråd
05.） Anti-toksicitet: Nitinol formhukommelseslegering har en særlig kemisk sammensætning, det vil sige, at det er en atomlegering som nikkel og titanium, der indeholder omkring 50 procent nikkel, og nikkel er kendt for at have kræftfremkaldende og kræftfremmende effekter. Generelt fungerer overfladelagets titaniumoxidation som en barriere, hvilket gør, at Ni-Ti-legeringer har god biokompatibilitet. TiXOy og TixNiOy i overfladelaget kan hæmme frigivelsen af Ni.
06.） Blød ortodontisk kraft: På nuværende tidspunkt omfatter ortodontiske metaltråde, der anvendes kommercielt, austenitisk rustfri ståltråd, kobolt-krom-nikkel-legeringstråd, nikkel-chrom-legeringstråd, australsk legeringstråd, guldlegeringstråd og ß-titanium-legeringstråd. Belastningsforskydningskurver for disse ortodontiske ledninger under trækprøve- og trepunktsbøjningstestbetingelser. Plateauet for aflæsningskurven af nikkel-titanium-legering er det laveste og det fladeste, hvilket indikerer, at det kan give den mest holdbare og bløde korrektionskraft.
07.）Gode stødabsorberingsegenskaber: Jo større vibration forårsaget af tygning og bruxisme på buetråden, desto større skade er der på roden og parodontalvævet. Ifølge resultaterne af forskellige buetrådsdæmpningseksperimenter viser det sig, at vibrationsamplituden af den rustfri ståltråd er større end den for den superelastiske nikkel-titanium-tråd, og den indledende vibrationsamplitude af den superelastiske nikkel-titanium-buetråd er kun halvdelen af den af rustfri ståltråd. Tandsundhed er meget vigtig, og traditionelle buetråde såsom rustfrit stål har en tendens til at forværre rodresorption.
