鎳鈦記憶合金

鎳鈦形狀記憶合金鎳鈦形狀記憶合金學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)院 系：有色金屬研究院20111110日前言前言1963年，美國(guó)海軍軍械研究室Buehler等偶然間發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)作為阻尼材料研究的等原子NiTi合金在室溫形變狀態(tài)(處于馬氏體狀態(tài))與點(diǎn)燃的香煙頭接觸后(經(jīng)加熱發(fā)生馬氏體+母相逆轉(zhuǎn)變)自動(dòng)彈直(恢復(fù)母相對(duì)應(yīng)的形狀)NiTiNOL(NickelitaniumNavyOrdnanceLaboratory)在過(guò)去的4020%以上，疲勞壽命達(dá)107次，阻尼特性比普通的彈簧高10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(diǎn)。一、發(fā)展階段鎳鈦合金的發(fā)展歷史可分為3個(gè)階段：1、1963年～1986年，開(kāi)展了初步的基礎(chǔ)研究，包括相變行為、晶體結(jié)構(gòu)、2070年代初，美國(guó)RaychemNiTiFeF14成為鎳鈦合金第一個(gè)成功的工業(yè)應(yīng)用實(shí)例。19755月在加拿大多倫多大學(xué)召開(kāi)了國(guó)際上第一次形狀記憶效應(yīng)及其應(yīng)用研討會(huì)，這時(shí)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)尚處在早期階段，會(huì)上僅有美國(guó)RaychemNiTi合金管接頭和電接觸器屬于技術(shù)產(chǎn)1971CoNiTiNOL合金絲的彈性性能，認(rèn)NiTiNOL絲完全能夠用于牙齒整平治療。1976年，Castleman3首次報(bào)19773MUnitek公司銷(xiāo)售鎳鈦合金牙齒矯形絲，成為第一個(gè)鎳鈦合金醫(yī)學(xué)產(chǎn)品。我國(guó)記憶合金研究始于20世紀(jì)70年代末期802001980較強(qiáng)國(guó)際影響力，1986年在桂林召開(kāi)了國(guó)際形狀記憶合金研討會(huì)。21987年～19941990Butterwort—HeinemannEngineeringAspectsofShapeMemoryAlloys》一書(shū)全面地反映了當(dāng)時(shí)鎳鈦合金涉及到的工業(yè)FDAMitekNiTi骨鉚釘進(jìn)入市場(chǎng)推廣應(yīng)用。1991Rayehem公司首次制造出鎳鈦合金薄壁管．并USSurgical合作制造出可操縱的腹腔鏡，自此鎳鈦合金才逐漸被醫(yī)療器械設(shè)計(jì)者接受。1994年在美國(guó)加州成立了國(guó)際形狀記憶與超彈性技術(shù)委員會(huì)，此后3年)和北京(1994年)SMA醫(yī)學(xué)應(yīng)用國(guó)際SMM94國(guó)際會(huì)議。3、1995年至今，一些新的鎳鈦合金加工技術(shù)和基礎(chǔ)理論問(wèn)題不斷出現(xiàn)，如鎳鈦合金的表面改性技術(shù)、激光加工技術(shù)和脈動(dòng)疲勞壽命測(cè)試等。1997～1999RyhfinenNiTi合金10年來(lái)，鎳鈦合金醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與銷(xiāo)售成為主流，鎳鈦合金器械主要在放射學(xué)、內(nèi)鏡檢查學(xué)和微創(chuàng)外科中大展身手。此外，盡年)和昆明(2001年)承辦了C-JSMA97和SMM—SMST2001國(guó)際會(huì)議。二、鎳鈦合金的特殊性能1、形狀記憶特性（shapememory）AfMfMfAf記憶效應(yīng)是鎳鈦合金的一個(gè)由熱誘發(fā)的相變過(guò)程。2(superelastic)所謂的超彈性是指試樣在外力作用下產(chǎn)生遠(yuǎn)大于起彈-應(yīng)變曲線的特點(diǎn)，可將超彈性分為線性超彈性和非線性超彈性兩類(lèi)。前者的應(yīng)力-應(yīng)變曲線中應(yīng)力與應(yīng)變Af以上一定溫度區(qū)間內(nèi)加載和卸載過(guò)程中8%左右。鎳鈦合金的超彈性可隨著熱處理的400oC以上時(shí)，超彈性開(kāi)始下降。當(dāng)熱處理溫度超過(guò)600oC時(shí)，超彈性基本小時(shí)。根據(jù)這一特點(diǎn)，臨床上可對(duì)弓絲的非矯治而矯治區(qū)的弓絲仍具有良好的彈性。3、良好的生物相容性：超彈性鎳鈦合金牙齒矯形絲的矯治力隨口腔溫度的,即這是一種鎳鈦等原子合金,含約50%的鎳,Ni-TiTiXOyTixNiOy能抑Ni的釋放。目前商業(yè)上應(yīng)用的牙齒矯形金屬絲包括奧氏體不銹鋼絲、鈷-鉻-?鈦合金絲。關(guān)于這些正畸矯正金屬絲在拉伸試驗(yàn)和三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)條件的載荷-位移曲線。鎳鈦合金的卸4、抗腐蝕性能：有研究表明鎳鈦絲的抗腐蝕性能與不銹鋼絲相仿。三、鎳鈦合金絲的臨床應(yīng)用三、鎳鈦合金絲的臨床應(yīng)用1、用于患者牙列的早期排齊整平由于鎳鈦合金弓絲的超彈性和形狀記憶性能以及較低的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，目前臨床上常規(guī)將鎳鈦合金弓絲作為最初期納入MBT技術(shù)推薦使用0.016英寸熱激活鎳鈦合金弓絲（HANT絲DEMONOmcro（相變溫度大概在40度左右O-PAK矯治技術(shù)推薦使用0.016合金弓絲用于早期排齊整平。2、鎳鈦彈簧：鎳鈦推簧與拉簧是一種用于牙齒正畸的彈簧，具有鎳鈦超彈低,與相同直徑的不銹鋼絲相比,其釋放的矯治力相差3.5-4倍。故在正畸矯治應(yīng)用中,患者不僅疼痛輕,感覺(jué)力量柔和持久,且復(fù)診時(shí)間減少,縮短了療程,提高了療效,是正畸治療中的一種新的優(yōu)良的力學(xué)裝置。3、L-HDr.SomaTomy公司生產(chǎn)?！癓H”是名自“LowHysteresis”,也就是說(shuō)，當(dāng)此弓絲當(dāng)此弓絲被結(jié)扎到托槽上時(shí)，即弓絲被激活時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力和移動(dòng)牙齒時(shí)即弓絲慢慢恢復(fù)原狀時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力的差距很小。即滯后很小。SOMALH弓絲和其他鎳鈦合金絲的應(yīng)力應(yīng)變曲線，L-HL-HLH絲鎳鈦成分中鈦的含LH鎳鈦絲的另一個(gè)特點(diǎn)是可以彎制，并可以用熱處理儀器加熱定型，因此LH鎳鈦絲也可以從排齊整平、打開(kāi)咬合到關(guān)閉間隙，以及最后的完成階段，上L-H弓絲進(jìn)行擴(kuò)弓JMEAW技術(shù)對(duì)于矯治以上錯(cuò)頜MEAWMEAW技術(shù)，MEAW技術(shù)中每一個(gè)牙齒的角度較有個(gè)別調(diào)整的空間。使用LH口內(nèi)彎折后傾彎或者前傾彎，效果相當(dāng)理想。四、面臨問(wèn)題1、原材料冶煉能力需進(jìn)一步提高。目前國(guó)內(nèi)的熔煉設(shè)備獲得的最大鑄錠質(zhì)量小于50kg，即使通過(guò)多次重熔也很難消除不同部位之間的成分不均勻性。而或超彈性性能。2NiTi和矩形絲材，生產(chǎn)的薄板厚度在0．1mm