镍钛合金是一种形状记忆合金,形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。镍钛合金是一种形状记忆合金,形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。它的伸缩率在20%以上,疲劳寿命达10^7次,阻尼特性比普通的弹簧高10倍,其耐腐蚀性优于目前比较好的医用不锈钢,因此可以满足各类工程和医学的应用需求,是一种非常的功能材料。记忆合金除具有独特的形状记忆功能外,还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点。性能及特性:一)镍钛合金的相变与性能顾名思义,镍钛合金是由镍和钛组成二元合金,由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相,即奥氏体相和马氏体相。镍钛合金冷却时的相变顺序为母相(奥氏体相)-R相-马氏体相。R相是菱方形,奥氏体是温度较高(大于同样地:即奥氏体开始的温度)的时候,或者去处载荷(外力去除Deactivation)时的状态,立方体,坚硬。形状比较稳定。而马氏体相是温度相对较低(小于Mf:即马氏体结束的温度)或者加载(受到外力活化)时的状态,六边形,具有延展性,反复性,不太稳定,较易变形。 医用镍钛合金具有形状记忆功能,并且超弹性优点突出。广东镍钛合金哪里买
马氏体变体之间的界限是滑动的(移动的),它们的位置可能受外部变量的影响:可能重要的是应力。这在图2中示出,其中马氏体晶体的取向在应力的影响下变化,产生变形的平衡,其剪切比较好地适应所得应变的方向。它是在应力下重新定向马氏体变体的能力。其形成与形状记忆和超弹性相关的大的可恢复应变的基础。这是马氏体微观结构的结果如果合金现在在Af转变温度范围之上再加热(即转变成母相),则这种明显长久的应变将恢复原状,恢复原始的宏观形状。这就是所谓的单向记忆效应。图0马氏体(针状物)图1热弹性马氏体晶体结构转变图2超弹性材料和形状记忆材料应力-应变曲线图3热记忆和超弹性现象期间的微观结构变化图3热记忆和超弹性现象期间的微观结构变化。图4常规和超弹性合金的应力-应变曲线的比较。问题3:那么这又如何导致热形状记忆和超弹性效应呢?答案3:单向形状记忆:发生的相变可能发生在热(即温度变化)或在应力诱导的马氏体中应用套装。•Ms,冷却时马氏体转变的开始•Mf,用于冷却时马氏体转变的完成•As,用于加热时母相转变的开始•Af,用于完成加热时的母相变换图2c示意性地示出了单程形记忆合金的宏观响应。 山东镍钛合金怎么样口腔内温度变化敏感性:不锈钢丝和CoCr合金牙齿矫形丝的矫治力基本不受口腔内温度的影响。
神奇的形状记忆合金——镍钛合金:说到形状记忆合金,很多人都听过它的大名。无论怎么变形,在加热到一定的温度后,它都可以魔术般地变回原来的形状。至今为止,世界上发现的形状记忆合金种类多达几十种,镍钛合金是其中早发展起来、也是实用性强的一种合金材料。镍钛合金的特殊性能镍钛合金是由镍和钛组成的二元合金,除了具有独特的形状记忆功能外,它还具有一系列优异的特性,是一种非常优异的功能材料。1、形状记忆特性。镍钛合金在某一温度下受外力变形,去除外力后仍能保持变形后的形状,但在较高温度时能自动恢复到原有形状。2、超弹性[i]。镍钛合金的超弹性可随着热处理条件的变化而改变,当镍钛合金丝加热到400℃以上时,超弹性开始下降。3、抗腐蚀性。有研究表明,镍钛合金的耐腐蚀性优于目前比较好的医用不锈钢,因此被广泛应用于医学领域。4、生物相容性。虽然镍有致作用,但镍钛合金表面的二氧化钛充当了屏障,能抑制镍的释放,使镍钛合金具有良好的生物相容性。5、良好的减震性。超弹性镍钛合金丝的初始震动振幅为不锈钢丝的一半。
如果这种合金在马氏体状态。即低于Mf)下变形并随后卸载,那么将保留明显长久的应变。通过参考图3可以看到在该过程中发生的内部结构变化。变形发生在自适应马氏体条件下。在加载期间,该结构变形,从而产生净宏观形状变化。当合金卸载时,这种变形的结构仍然会导致明显的长久应变。然而。如果现在将合金再加热到高于Af的温度,则原始母相微观结构和宏观形状得以恢复。当随后将合金冷却至Mf以下时,再次形成自适应马氏体微结构,并保持变形前的原始形状。因此,实现了一种形状记忆。镍钛合金可能回收的比较大应变约为8%。超弹性效应:当镍钛诺合金在高于Af的温度下等温变形。马氏体相变可以机械诱导。以这种方式形成的马氏体被称为应力诱发马氏体(SIM),并且在应力的作用下是稳定的。在卸载时,在转变期间产生的减小的应力和周围的弹力使马氏体收缩回到原始的母相。图2b和图4显示了这种转变的机械性能,并将其与不锈钢的机械性能进行了比较。同样,对于镍钛诺合金,以这种方式可以回收的比较大应变约为8%。从图4中可以看出,超弹性变形表现出滞后现象,上部平台发生在应力诱发马氏体转变期间,下部发生在卸载时回复期间。 这主要是由于医用镍钛合金置入口腔后,矫正力会随着温度的升高而增加,加快牙齿移动。
人体是任何物质的腐蚀性环境。镍钛诺在疲劳和生物相容性方面的表现如何?答案:疲劳寿命:NiTi中超弹性相变的非线性特性意味着传统的疲劳寿命理论难以应用。马氏体/母相的体积分数及其在疲劳机理中的作用仍未被清楚地理解。疲劳寿命仍然是NiTi合金中讨论多但不了解的方面之一。FDA要求血管内支架的疲劳寿命超过4亿次,这意味着更好地了解影响疲劳寿命的因素以及裂纹萌生和生长的机制是至关重要的。镍钛合金疲劳的某些方面似乎确实有一些关于它们的规律。表面状况。夹杂物和塑性变形确实会影响第1阶段的裂纹扩展。劳的裂纹扩展阶段(阶段2)是产生多挫伤的地方,在研究镍钛诺医疗应用中的疲劳裂纹扩展时必须考虑许多因素。钛诺的体外疲劳试验通常涉及在应变控制(其中控制每个循环的变形量)或应力控制负荷(其中控制每个循环的负荷水平受控)中的循环加载。与其他合金相比,镍钛合金在高应变水平下表现出优异的疲劳性能。使用实验室测试数据评估实际应用的疲劳寿命的一个复杂因素是体内实际负载条件可能是不同平均应变(即加载循环的平均应变),平均应力和周围组织的顺应性。 镍钛合金是由镍和钛组成二元合金!山东镍钛合金怎么样
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该牵张器由钛板形状记忆合金丝制成。使用时先进行截骨手术,形成牵张骨块,再在截骨间隙两侧打孔。插入冷却后压缩变形的牵张器,缝合伤口后将其完全埋置;人体温度下牵张器自动张开复形,推动骨间隙扩大,并在由此发生的间隙内形成新骨,从而使骨延长或增宽。先天性小儿脊柱侧凸在世界医学界尚属疑难问题,目前病因不明确。这种病影响儿童生长发育,使之成人后外貌体形严重畸形。激进矫形手术在矫正脊柱侧凸的同时,也影响儿童生长发育,主要是上半身不能再生长发育,出现上半身短小的问题。而且用于内固定的钛板曲轴和钛板容易脱出,需再次手术进行修复。患先天性脊柱侧凸,今年6岁的谭军左右肩膀倾斜,肩胛骨后凸,脊柱变形,脊管还长了一个长达6厘米的。今年3月初,谭军被送到南华大学附一医院诊治,该院脊柱外科王文军教授采用新的小儿生长棒矫形技术,为谭军一次性完成矫形、固定,还利用显微技术摘除了孩子脊管内的。谭军住院20多天,就康复出院了而且今后能正常生长发育。这是南华大学附一医院在国内生长棒技术矫治儿童脊柱侧凸第6例成功病例。 广东镍钛合金哪里买
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