Κράμα νιτινόληςείναι ένα ειδικό κράμα που μπορεί να επαναφέρει αυτόματα την πλαστική του παραμόρφωση στο αρχικό του σχήμα σε συγκεκριμένη θερμοκρασία. Ο ρυθμός διαστολής του είναι μεγαλύτερος από 20%, η διάρκεια κόπωσης του φτάνει το 1*10 στην 7η ισχύ, τα χαρακτηριστικά απόσβεσης είναι 10 φορές υψηλότερα από τα συνηθισμένα ελατήρια και η αντοχή του στη διάβρωση είναι καλύτερη από τον καλύτερο ιατρικό ανοξείδωτο χάλυβα αυτή τη στιγμή, έτσι μπορεί να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις διαφόρων μηχανικών και είναι ένα πολύ εξαιρετικό λειτουργικό υλικό για ανάγκες ιατρικών εφαρμογών.
Εκτός από τη μοναδική λειτουργία μνήμης σχήματος, τα κράματα μνήμης έχουν επίσης εξαιρετικά χαρακτηριστικά όπως αντοχή στη φθορά, αντοχή στη διάβρωση, υψηλή απόσβεση και υπερελαστικότητα.
1. Απόδοση και χαρακτηριστικά:
(1) Μετασχηματισμός φάσης και ιδιότητες του κράματος νιτινόλης:
Όπως υποδηλώνει το όνομα,κράμα νιτινόληςείναι ένα δυαδικό κράμα που αποτελείται από νικέλιο και τιτάνιο. Λόγω των αλλαγών της θερμοκρασίας και της μηχανικής πίεσης, υπάρχουν δύο διαφορετικές φάσεις κρυσταλλικής δομής, δηλαδή η φάση ωστενίτη και η φάση μαρτενσίτη. Η ακολουθία μετασχηματισμού φάσης του κράματος νικελίου-τιτανίου όταν ψύχεται είναι μητρική φάση (φάση ωστενίτη) - φάση R - φάση μαρτενσίτη. Η φάση R έχει σχήμα ρόμβου και ο ωστενίτης βρίσκεται σε κατάσταση όταν η θερμοκρασία είναι υψηλότερη (μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία στην οποία αρχίζει ο ωστενίτης) ή όταν αφαιρείται το φορτίο (η εξωτερική δύναμη αφαιρεί την Απενεργοποίηση). Είναι κυβικό και σκληρό. Το σχήμα είναι σχετικά σταθερό. Η φάση μαρτενσίτη είναι μια κατάσταση όταν η θερμοκρασία είναι σχετικά χαμηλή (μικρότερη από Mf: η θερμοκρασία στην οποία τελειώνει ο μαρτενσίτης) ή όταν φορτίζεται (ενεργοποιείται από εξωτερική δύναμη). Είναι εξαγωνικό, όλκιμο, επαναλαμβανόμενο, λιγότερο σταθερό και πιο εύκολο στην παραμόρφωση.
2. Ειδικές ιδιότητες του κράματος νιτινόλης:
1). Χαρακτηριστικά μνήμης σχήματος (μνήμη σχήματος) Η μνήμη σχήματος είναι όταν η μητρική φάση ενός συγκεκριμένου σχήματος ψύχεται από πάνω από τη θερμοκρασία Af έως κάτω από τη θερμοκρασία Mf για να σχηματιστεί μαρτενσίτης, ο μαρτενσίτης παραμορφώνεται σε θερμοκρασία κάτω από το Mf και θερμαίνεται κάτω από τη θερμοκρασία Af , συνοδευόμενο από Σε αντίστροφη αλλαγή φάσης, το υλικό επανέρχεται αυτόματα στο σχήμα του στη μητρική φάση. Στην πραγματικότητα, το φαινόμενο μνήμης σχήματος είναι μια θερμικά επαγόμενη διαδικασία αλλαγής φάσης του κράματος Nitinol.
2). Υπερελαστικότητα: Η λεγόμενη υπερελαστικότητα αναφέρεται στο φαινόμενο ότι το δείγμα παράγει μια τάση πολύ μεγαλύτερη από την ελαστική οριακή τάση υπό τη δράση εξωτερικής δύναμης και η τάση μπορεί να ανακάμψει αυτόματα όταν εκφορτωθεί. Δηλαδή, στην κατάσταση μητρικής φάσης, λόγω της δράσης της εξωτερικής τάσης, λαμβάνει χώρα μαρτενσιτικός μετασχηματισμός που προκαλείται από τάσεις, οπότε το κράμα παρουσιάζει μηχανική συμπεριφορά διαφορετική από τα συνηθισμένα υλικά. Το όριο ελαστικότητάς του είναι πολύ μεγαλύτερο από τα συνηθισμένα υλικά και δεν συμμορφώνεται πλέον με τον νόμο της τίγρης Gram. Σε αντίθεση με τις ιδιότητες μνήμης σχήματος, η υπερελαστικότητα δεν έχει καμία θερμική συμμετοχή. Συνολικά, η υπερελαστικότητα σημαίνει ότι η τάση δεν αυξάνεται με την αύξηση της τάσης μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος παραμόρφωσης. Η υπερελαστικότητα μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: γραμμική υπερελαστικότητα και μη γραμμική υπερελαστικότητα. Στην καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης της πρώτης, η σχέση μεταξύ τάσης και παραμόρφωσης είναι σχεδόν γραμμική. Η μη γραμμική υπερελαστικότητα αναφέρεται στο αποτέλεσμα του μετασχηματισμού μαρτενσιτικής φάσης που προκαλείται από τάσεις και του μετασχηματισμού της αντίστροφης φάσης αντίστοιχα κατά τη φόρτωση και την εκφόρτωση σε ένα ορισμένο εύρος θερμοκρασίας πάνω από το Af. Επομένως, η μη γραμμική υπερελαστικότητα ονομάζεται επίσης ψευδοελαστικότητα μετασχηματισμού φάσης. Η ψευδοελαστικότητα μετάβασης φάσης του κράματος νικελίου-τιτανίου μπορεί να φτάσει περίπου το 8%. Η υπερελαστικότητα του κράματος Nitinol μπορεί να αλλάξει με τις αλλαγές στις συνθήκες θερμικής επεξεργασίας. Όταν το τόξο θερμαίνεται πάνω από 400ºC, η υπερελαστικότητα αρχίζει να μειώνεται.
3). Ευαισθησία στις αλλαγές θερμοκρασίας στη στοματική κοιλότητα: Η διορθωτική ισχύς των συρμάτων από ανοξείδωτο χάλυβα και των οδοντικών ορθοδοντικών συρμάτων από κράμα CoCr βασικά δεν επηρεάζεται από τη θερμοκρασία στη στοματική κοιλότητα. Η ορθοδοντική δύναμη του υπερελαστικού οδοντικού ορθοδοντικού σύρματος από κράμα νικελίου-τιτανίου αλλάζει με τις αλλαγές στη στοματική θερμοκρασία. Όταν η ποσότητα παραμόρφωσης είναι σταθερή. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η δύναμη διόρθωσης αυξάνεται. Αφενός, μπορεί να επιταχύνει την κίνηση των δοντιών, επειδή η αλλαγή της θερμοκρασίας στη στοματική κοιλότητα θα διεγείρει τη ροή του αίματος στις περιοχές όπου η ροή του αίματος είναι στάσιμη λόγω της στασιμότητας των τριχοειδών που προκαλείται από την ορθοδοντική συσκευή, έτσι ώστε τα κύτταρα επισκευής τρέφονται πλήρως κατά την κίνηση των δοντιών. Διατηρήστε τη ζωτικότητα και τις φυσιολογικές του λειτουργίες. Οι Ορθοδοντικοί, από την άλλη, δεν μπορούν να ελέγξουν ή να μετρήσουν επακριβώς τις ορθοδοντικές δυνάμεις στο στοματικό περιβάλλον.
4). Αντιδιαβρωτική απόδοση: Μελέτες έχουν δείξει ότι η αντιδιαβρωτική απόδοση του σύρματος νικελίου-τιτανίου είναι παρόμοια με εκείνη του σύρματος από ανοξείδωτο χάλυβα.
5). Αντιτοξικότητα: Το κράμα Nitinol έχει ειδική χημική σύνθεση, δηλαδή είναι ένα κράμα νικελίου-τιτανίου και άλλου ατομικού κράματος, που περιέχει περίπου 50% νικέλιο, και το νικέλιο είναι γνωστό ότι είναι καρκινογόνο και προάγει τον καρκίνο. Υπό κανονικές συνθήκες, η οξείδωση του τιτανίου στο επιφανειακό στρώμα λειτουργεί ως φράγμα, κάνοντας τα κράματα Ni-Ti να έχουν καλή βιοσυμβατότητα. Το TiXOy και το TixNiOy στο επιφανειακό στρώμα μπορούν να αναστείλουν την απελευθέρωση Ni.
6). Ήπια ορθοδοντική δύναμη: Τα οδοντικά ορθοδοντικά καλώδια που χρησιμοποιούνται σήμερα στο εμπόριο περιλαμβάνουν σύρμα από ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα, σύρμα από κράμα κοβαλτίου-χρωμίου-νικελίου, σύρμα από κράμα νικελίου-χρωμίου, σύρμα από κράμα Αυστραλίας, σύρμα από κράμα χρυσού και σύρμα από κράμα τιτανίου βήτα. Καμπύλες φορτίου-μετατόπισης αυτών των ορθοδοντικών συρμάτων υπό συνθήκες δοκιμής εφελκυσμού και δοκιμής κάμψης τριών σημείων. Το κράμα Nitinol έχει τη χαμηλότερη και πιο επίπεδη πλατφόρμα καμπύλης εκφόρτωσης, υποδεικνύοντας ότι μπορεί να παρέχει καλύτερα μακροχρόνια και ήπια δύναμη διόρθωσης.
7). Καλές ιδιότητες απορρόφησης κραδασμών: Όσο μεγαλύτερος είναι ο κραδασμός που προκαλείται από το μάσημα και το νυχτερινό τρόχισμα στο τοξωτό σύρμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η βλάβη στις ρίζες των δοντιών και στους περιοδοντικούς ιστούς. Μέσω των αποτελεσμάτων διαφορετικών πειραμάτων εξασθένησης σύρματος τοξοστοιχίας, διαπιστώθηκε ότι το πλάτος δόνησης του σύρματος από ανοξείδωτο χάλυβα είναι μεγαλύτερο από αυτό του υπερελαστικού σύρματος νιτινόλης. Το αρχικό εύρος δόνησης του υπερελαστικού σύρματος νιτινόλης είναι μόνο το μισό από αυτό του σύρματος από ανοξείδωτο χάλυβα. Τα καλά χαρακτηριστικά κραδασμών και απορρόφησης κραδασμών του τοξωτού σύρματος είναι καλά για τα δόντια. Η υγεία σας είναι πολύ σημαντική και τα παραδοσιακά τοξωτά σύρματα όπως τα σύρματα από ανοξείδωτο χάλυβα τείνουν να επιδεινώνουν την απορρόφηση της ρίζας των δοντιών.
Επομένως,Κράμα Nitinolμπορεί να καλύψει τις ανάγκες διαφόρων εφαρμογών μηχανικής και ιατρικής και είναι ένα πολύ εξαιρετικό λειτουργικό υλικό.
