Zliatina nitinoluje špeciálna zliatina, ktorá dokáže pri určitej teplote automaticky obnoviť svoju plastickú deformáciu do pôvodného tvaru. Jeho rozťažnosť je viac ako 20%, jeho únavová životnosť dosahuje 1*10 až 7. výkon, jeho tlmiace vlastnosti sú 10-krát vyššie ako bežné pružiny a jeho odolnosť proti korózii je lepšia ako u najlepšej lekárskej nehrdzavejúcej ocele súčasnosti, takže môže spĺňa požiadavky rôzneho inžinierstva a je to veľmi vynikajúci funkčný materiál pre potreby medicínskych aplikácií.
Pamäťové zliatiny majú okrem jedinečnej funkcie tvarovej pamäte aj vynikajúce vlastnosti, ako je odolnosť proti opotrebeniu, odolnosť proti korózii, vysoké tlmenie a superelasticita.
1. Výkon a vlastnosti:
(1) Fázová transformácia a vlastnosti zliatiny nitinolu:
Ako už názov napovedá,zliatina nitinoluje binárna zliatina zložená z niklu a titánu. V dôsledku zmien teploty a mechanického tlaku existujú dve rôzne fázy kryštálovej štruktúry, a to austenitová fáza a martenzitická fáza. Sekvencia fázovej transformácie zliatiny niklu a titánu pri ochladzovaní je materská fáza (fáza austenitu) - fáza R - fáza martenzitu. Fáza R má tvar kosoštvorca a austenit je v stave, keď je teplota vyššia (vyššia ako teplota, pri ktorej austenit začína) alebo keď je záťaž odstránená (vonkajšia sila odstraňuje deaktiváciu). Je kubický a tvrdý. Tvar je pomerne stabilný. Martenzitická fáza je stav, keď je teplota relatívne nízka (menej ako Mf: teplota, pri ktorej martenzit končí) alebo keď je zaťažená (aktivovaná vonkajšou silou). Je šesťhranný, tvárny, opakovateľný, menej stabilný a ľahšie sa deformuje.
2. Špeciálne vlastnosti zliatiny nitinolu:
1). Charakteristiky tvarovej pamäte (tvarová pamäť) Tvarová pamäť je, keď sa materská fáza určitého tvaru ochladí z teploty vyššej ako Af pod teplotu Mf za vzniku martenzitu, martenzit sa deformuje pri teplote pod Mf a zahreje sa pod teplotu Af. , sprevádzané Inverznou fázovou zmenou sa materiál automaticky vráti do svojho tvaru v materskej fáze. V skutočnosti je efekt tvarovej pamäte tepelne indukovaný proces fázovej zmeny zliatiny nitinolu.
2). Superelasticita: Takzvaná superelasticita sa týka javu, že vzorka pri pôsobení vonkajšej sily vytvára oveľa väčšie napätie, ako je medzné elastické napätie, a napätie sa môže automaticky obnoviť, keď je nezaťažené. To znamená, že v stave materskej fázy v dôsledku pôsobenia vonkajšieho napätia dochádza k martenzitickej transformácii vyvolanej stresom, takže zliatina vykazuje mechanické správanie odlišné od bežných materiálov. Jeho medza pružnosti je oveľa väčšia ako u bežných materiálov a už sa nedrží tigra Gramovho zákona. Na rozdiel od vlastností tvarovej pamäte nemá superelasticita žiadne tepelné zapojenie. Celkovo superelasticita znamená, že napätie sa nezvyšuje so zvyšovaním napätia v určitom rozsahu deformácie. Superelasticitu možno rozdeliť do dvoch kategórií: lineárna superelasticita a nelineárna superelasticita. V krivke napätie-deformácia prvého je vzťah medzi napätím a deformáciou takmer lineárny. Nelineárna superelasticita sa vzťahuje na výsledok stresom indukovanej martenzitickej fázovej transformácie a jej reverznej fázovej transformácie počas zaťažovania a vykladania v určitom teplotnom rozsahu nad Af. Preto sa nelineárna superelasticita nazýva aj pseudoelasticita fázovej transformácie. Pseudoelasticita fázového prechodu zliatiny niklu a titánu môže dosiahnuť asi 8%. Superelasticita zliatiny Nitinol sa môže meniť so zmenami podmienok tepelného spracovania. Keď sa oblúkový drôt zahreje nad 400ºC, superelasticita začne klesať.
3). Citlivosť na zmeny teploty v ústnej dutine: Korekčný výkon drôtov z nehrdzavejúcej ocele a zubných ortodontických drôtov zo zliatiny CoCr v zásade nie je ovplyvnený teplotou v ústnej dutine. Ortodontická sila superelastického zubného ortodontického drôtu zo zliatiny niklu a titánu sa mení so zmenami ústnej teploty. Keď je veľkosť deformácie konštantná. Keď teplota stúpa, korekčná sila sa zvyšuje. Na jednej strane môže urýchliť pohyb zubov, pretože zmena teploty v ústnej dutine stimuluje prietok krvi v oblastiach, kde prietok krvi stagnuje v dôsledku stagnácie kapilár spôsobenej ortodontickým zariadením, takže opravné bunky sú plne vyživované počas pohybu zubov. Udržujte jeho vitalitu a normálne funkcie. Ortodontisti na druhej strane nedokážu presne kontrolovať ani merať ortodontické sily v ústnom prostredí.
4). Antikorózny výkon: Štúdie ukázali, že antikorózny výkon nikel-titánového drôtu je podobný ako u drôtu z nehrdzavejúcej ocele.
5). Antitoxicita: Zliatina nitinolu má špeciálne chemické zloženie, to znamená, že ide o nikel-titánovú a inú atómovú zliatinu, ktorá obsahuje asi 50 % niklu a o nikle je známe, že je karcinogénny a podporuje rakovinu. Za normálnych okolností pôsobí oxidácia titánu na povrchovej vrstve ako bariéra, vďaka čomu majú zliatiny Ni-Ti dobrú biokompatibilitu. TiXOy a TixNiOy v povrchovej vrstve môžu inhibovať uvoľňovanie Ni.
6). Jemná ortodontická sila: V súčasnosti komerčne používané zubné ortodontické drôty zahŕňajú austenitický drôt z nehrdzavejúcej ocele, drôt zo zliatiny kobaltu a chrómu, drôt zo zliatiny niklu a chrómu, drôt z austrálskej zliatiny, drôt zo zliatiny zlata a drôt zo zliatiny beta titánu. Krivky zaťaženia a posunutia týchto ortodontických drôtov pri skúške ťahom a trojbodovom ohybe. Nitinol Alloy má najnižšiu a najplochšiu platformu vykladacej krivky, čo naznačuje, že môže najlepšie poskytnúť dlhotrvajúcu a jemnú korekčnú silu.
7). Dobré vlastnosti tlmenia nárazov: Čím väčšie sú vibrácie spôsobené žuvaním a nočným brúsením oblúkového drôtu, tým väčšie je poškodenie koreňov zubov a parodontálnych tkanív. Prostredníctvom výsledkov rôznych experimentov útlmu oblúkového drôtu sa zistilo, že amplitúda vibrácií drôtu z nehrdzavejúcej ocele je väčšia ako amplitúda superelastického nitinolového drôtu. Počiatočná amplitúda vibrácií superelastického nitinolového drôtu je len polovičná v porovnaní s drôtom z nehrdzavejúcej ocele. Dobré vlastnosti oblúkového drôtu pri tlmení vibrácií a nárazov sú dobré pre zuby. Vaše zdravie je veľmi dôležité a tradičné oblúkové drôty, ako sú drôty z nehrdzavejúcej ocele, majú tendenciu zhoršovať resorpciu koreňov zubov.
pretoZliatina nitinolumôže spĺňať potreby rôznych inžinierskych a lekárskych aplikácií a je veľmi vynikajúcim funkčným materiálom.
