鎳鈦合金的特殊性能來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設(shè)備,鈦合金、超彈性(superelastic)所謂的超彈性是指試樣在外力作用下產(chǎn)生遠大于起彈性極限應(yīng)變量的應(yīng)變,在卸載時應(yīng)變可自動恢復(fù)的現(xiàn)象。即在母相狀態(tài)下,由于外加應(yīng)力的作用,導(dǎo)致應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變發(fā)生,從而合金表現(xiàn)出不同于普通材料的力學(xué)行為,它的彈性極限遠遠大于普通材料,并且不再遵守虎克定律。和形狀記憶特性相比,超彈性沒有熱參與??偠灾?,超彈性是指在一定形變范圍內(nèi)應(yīng)力不隨應(yīng)變的增大而增大,臨床上則表現(xiàn)為弓絲在形變過程中產(chǎn)生的矯治力保持恒定,不再隨牙齒向矯治方向的移動而逐漸喪失。按照超彈性所對應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的特點,可將超彈性分為線性超彈性和非線性超彈性兩類。前者的應(yīng)力-應(yīng)變曲線中應(yīng)力與應(yīng)變接近線性關(guān)系。非線性超彈性是指在Af以上一定溫度區(qū)間內(nèi)加載和卸載過程中分別發(fā)生應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變及其逆相變的結(jié)果,因此非線性超彈性也稱相變偽彈性。鎳鈦合金的相變偽彈性可達8%左右。鎳鈦合金的超彈性可隨著熱處理的條件的變化而改變,當(dāng)弓絲被加熱到400度以上時,超彈性開始下降。 超彈性是指在一定形變范圍內(nèi)應(yīng)力不隨應(yīng)變的增大而增大,可將超彈性分為線性超彈性和非線性超彈性兩類。廣東定制鎳鈦合金
馬氏體變體之間的界限是滑動的(移動的),它們的位置可能受外部變量的影響:可能重要的是應(yīng)力。這在圖2中示出,其中馬氏體晶體的取向在應(yīng)力的影響下變化,產(chǎn)生變形的平衡,其剪切比較好地適應(yīng)所得應(yīng)變的方向。它是在應(yīng)力下重新定向馬氏體變體的能力。其形成與形狀記憶和超彈性相關(guān)的大的可恢復(fù)應(yīng)變的基礎(chǔ)。這是馬氏體微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)果如果合金現(xiàn)在在Af轉(zhuǎn)變溫度范圍之上再加熱(即轉(zhuǎn)變成母相),則這種明顯長久的應(yīng)變將恢復(fù)原狀,恢復(fù)原始的宏觀形狀。這就是所謂的單向記憶效應(yīng)。圖0馬氏體(針狀物)圖1熱彈性馬氏體晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變圖2超彈性材料和形狀記憶材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖3熱記憶和超彈性現(xiàn)象期間的微觀結(jié)構(gòu)變化圖3熱記憶和超彈性現(xiàn)象期間的微觀結(jié)構(gòu)變化。圖4常規(guī)和超彈性合金的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的比較。問題3:那么這又如何導(dǎo)致熱形狀記憶和超彈性效應(yīng)呢?答案3:單向形狀記憶:發(fā)生的相變可能發(fā)生在熱(即溫度變化)或在應(yīng)力誘導(dǎo)的馬氏體中應(yīng)用套裝。?Ms,冷卻時馬氏體轉(zhuǎn)變的開始?Mf,用于冷卻時馬氏體轉(zhuǎn)變的完成?As,用于加熱時母相轉(zhuǎn)變的開始?Af,用于完成加熱時的母相變換圖2c示意性地示出了單程形記憶合金的宏觀響應(yīng)。 廣東定制鎳鈦合金鎳鈦合金是一種形狀記憶合金,發(fā)生塑性形變后在特定溫度范圍內(nèi)可自動恢復(fù)為原始狀態(tài)。
鎳鈦合金的應(yīng)用鎳鈦合金一系列優(yōu)良的特性,使其在航空航天、汽車工業(yè)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到了廣的應(yīng)用。1、航天航空鎳鈦合金在航空航天的應(yīng)用主要包括飛機上的管接頭,還有宇宙飛船天線、緊固件、連接部件、電器連接和機電執(zhí)行元件等。2、汽車工業(yè)鎳鈦合金常用于汽車發(fā)動機防熱風(fēng)扇離合器、排氣自動調(diào)節(jié)噴管、柴油機散熱器孔自動開關(guān)和噴氣發(fā)動機油過濾器的形狀記憶彈簧等。3、醫(yī)療器械鎳鈦合金已成功應(yīng)用于口腔牙齒的矯正、外科的矯正和整形及心血管的微創(chuàng)介入診治。目前已進入醫(yī)療臨床試用的還有手術(shù)縫合線、腦動脈瘤夾、避孕環(huán)、人造心臟、人造腎臟用微型泵等。4、民用產(chǎn)品民用產(chǎn)品主要包括超彈性眼鏡框架、移動電話天線、女性胸衣托架、高彈高韌性釣魚絲線、耳機頭套等。近年來,鎳鈦合金材料在諸多領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色,但其在實際生產(chǎn)加工過程中仍存在易氧化、加工成本高、生產(chǎn)周期長等缺點。隨著對鎳鈦合金性能的深入研究和技術(shù)的不斷發(fā)展,鎳鈦合金的前景必將越來越好。
鎳鈦合金是一種形狀記憶合金,形狀記憶合金是能將自身的塑性變形在某一特定溫度下自動恢復(fù)為原始形狀的特種合金,具有良好的可塑性。記憶合金除具有獨特的形狀記憶功能外,還具有耐磨損、抗腐蝕、高阻尼和超彈性等優(yōu)異特點。性能及特性鎳鈦合金的相變與性能顧名思義,鎳鈦合金是由鎳和鈦組成二元合金,由于受到溫度和機械壓力的改變而存在兩種不同的晶體結(jié)構(gòu)相,即奧氏體相和馬氏體相。鎳鈦合金冷卻時的相變順序為母相-R相-馬氏體相。R相是菱方形,奧氏體是溫度較高的時候,或者去除載荷時的狀態(tài),立方體,堅硬。形狀比較穩(wěn)定。而馬氏體相是溫度相對較低或者加載時的狀態(tài),六邊形,具有延展性,反復(fù)性,不太穩(wěn)定,較易變形。鎳鈦合金的特殊性能形狀記憶特性:形狀記憶是當(dāng)一定形狀的母相由Af溫度以上冷卻到Mf溫度以下形成馬氏體后,將馬氏體在Mf以下溫度形變,經(jīng)加熱至Af溫度以下,伴隨逆相變,材料會自動恢復(fù)其在母相時的形狀。超彈性:所謂的超彈性是指試樣在外力作用下產(chǎn)生遠大于其彈性極限應(yīng)變量的應(yīng)變,在卸載時應(yīng)變可自動恢復(fù)的現(xiàn)象。 形狀比較穩(wěn)定。而馬氏體相是溫度相對較低(小于Mf:即馬氏體結(jié)束的溫度)或者加載(受到外力活化)的狀態(tài)。
該牽張器由鈦板形狀記憶合金絲制成。使用時先進行截骨手術(shù),形成牽張骨塊,再在截骨間隙兩側(cè)打孔。插入冷卻后壓縮變形的牽張器,縫合傷口后將其完全埋置;人體溫度下牽張器自動張開復(fù)形,推動骨間隙擴大,并在由此發(fā)生的間隙內(nèi)形成新骨,從而使骨延長或增寬。先天性小兒脊柱側(cè)凸在世界醫(yī)學(xué)界尚屬疑難問題,目前病因不明確。這種病影響兒童生長發(fā)育,使之成人后外貌體形嚴重畸形。激進矯形手術(shù)在矯正脊柱側(cè)凸的同時,也影響兒童生長發(fā)育,主要是上半身不能再生長發(fā)育,出現(xiàn)上半身短小的問題。而且用于內(nèi)固定的鈦板曲軸和鈦板容易脫出,需再次手術(shù)進行修復(fù)。患先天性脊柱側(cè)凸,今年6歲的譚軍左右肩膀傾斜,肩胛骨后凸,脊柱變形,脊管還長了一個長達6厘米的。今年3月初,譚軍被送到南華大學(xué)附一醫(yī)院診治,該院脊柱外科王文軍教授采用新的小兒生長棒矯形技術(shù),為譚軍一次性完成矯形、固定,還利用顯微技術(shù)摘除了孩子脊管內(nèi)的。譚軍住院20多天,就康復(fù)出院了而且今后能正常生長發(fā)育。這是南華大學(xué)附一醫(yī)院在國內(nèi)生長棒技術(shù)矯治兒童脊柱側(cè)凸第6例成功病例。 R相是菱方形,奧氏體是溫度較高(大于同樣地:即奧氏體開始的溫度)的時候。廣東定制鎳鈦合金
醫(yī)用鎳鈦合金制成的縫合線縫合到皮膚內(nèi)后,達到設(shè)定溫度時可恢復(fù)為直線,手術(shù)傷口愈合更為理想。廣東定制鎳鈦合金
人體是任何物質(zhì)的腐蝕性環(huán)境。鎳鈦諾在疲勞和生物相容性方面的表現(xiàn)如何?答案:疲勞壽命:NiTi中超彈性相變的非線性特性意味著傳統(tǒng)的疲勞壽命理論難以應(yīng)用。馬氏體/母相的體積分數(shù)及其在疲勞機理中的作用仍未被清楚地理解。疲勞壽命仍然是NiTi合金中討論多但不了解的方面之一。FDA要求血管內(nèi)支架的疲勞壽命超過4億次,這意味著更好地了解影響疲勞壽命的因素以及裂紋萌生和生長的機制是至關(guān)重要的。鎳鈦合金疲勞的某些方面似乎確實有一些關(guān)于它們的規(guī)律。表面狀況。夾雜物和塑性變形確實會影響第1階段的裂紋擴展。勞的裂紋擴展階段(階段2)是產(chǎn)生多挫傷的地方,在研究鎳鈦諾醫(yī)療應(yīng)用中的疲勞裂紋擴展時必須考慮許多因素。鈦諾的體外疲勞試驗通常涉及在應(yīng)變控制(其中控制每個循環(huán)的變形量)或應(yīng)力控制負荷(其中控制每個循環(huán)的負荷水平受控)中的循環(huán)加載。與其他合金相比,鎳鈦合金在高應(yīng)變水平下表現(xiàn)出優(yōu)異的疲勞性能。使用實驗室測試數(shù)據(jù)評估實際應(yīng)用的疲勞壽命的一個復(fù)雜因素是體內(nèi)實際負載條件可能是不同平均應(yīng)變(即加載循環(huán)的平均應(yīng)變),平均應(yīng)力和周圍組織的順應(yīng)性。 廣東定制鎳鈦合金