鎳鈦合金介紹

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。它的伸縮率在20%以上， 1*10的7次方，阻尼特性比普通的彈簧高10倍，其耐腐蝕性優(yōu)于目前好的醫(yī)用不銹鋼，因此可以滿足各類工程和醫(yī)學(xué)的應(yīng)用需求，是一種優(yōu)秀的功能材料。

記憶合金除具有的形狀記憶功能外，還具有耐磨損、腐蝕、高阻尼和高彈性等優(yōu)異特點(diǎn)。

標(biāo)準(zhǔn)：Q/XB1516 Q/XB1520

牌號：TiNi－01變相溫度：20℃－40℃；TiNi－02變相溫度：45℃－90℃；TiNi－SS變相溫度：5℃－15℃；TiNi－03變相溫度：5℃；TiNi－YY變相溫度：33℃±3℃；TiNiCU變相溫度：As－Ms≤5℃；TiNiNb變相溫度：As－Ms150℃

鎳鈦合金的物理性能：抗拉強(qiáng)度：850MPa；屈服強(qiáng)度：195～690MPa；延伸率：25～50%

鎳鈦合金記憶絲化學(xué)成分：Ni:55.4%--56.2%，C≤0.07，H≤0.005，O≤0.050，N:≤ 0.05 720 880

TiNi形狀記憶合金是一種功能材料，除具有比強(qiáng)度高、耐磨、耐蝕、耐腐蝕、無磁、生物相容性好等特點(diǎn)外，還具有奇特的形狀記憶性能和強(qiáng)性性能。其用于通信、自動控制、儀表儀器、管道連接、眼鏡制造以及日常生活等方面。TiNi形狀記憶合金綜合性能已達(dá)到水平；在國內(nèi)器械、眼鏡制造、手機(jī)天線等行業(yè)享有高的聲譽(yù)。

鎳鈦合金性能特性

A.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(jī)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(shí)的相變順序?yàn)槟赶啵▕W氏體相）-R相-馬氏體相。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(shí)候，或者去處載荷（外力去除Deactivation）時(shí)的狀態(tài)，立方體，堅(jiān)硬。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）時(shí)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。

B.鎳鈦合金的特殊性能

a.形狀記憶特性（shapememory）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(shí)的形狀。實(shí)際上形狀記憶效應(yīng)是鎳鈦合金的一個(gè)由熱誘發(fā)的相變過程。

b.高彈性所謂的高彈性是指試樣在外力作用下產(chǎn)生遠(yuǎn)大于起彈性限應(yīng)變量的應(yīng)變，在卸載時(shí)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，它的彈性限遠(yuǎn)遠(yuǎn)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，高彈性沒有熱參與。總而言之，高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，可將高彈性分為線性高彈性和非線性高彈性兩類。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。非線性高彈性是指在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，因此非線性高彈性也稱相變偽彈性。鎳鈦合金的相變偽彈性可達(dá)8%左右。鎳鈦合金的高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400oC以上時(shí)，彈性開始下降。

c.口腔內(nèi)溫度變化敏感性：不銹鋼絲和合金牙齒矯形絲的矯治力基本不受口腔內(nèi)溫度的影響。高彈性鎳鈦合金牙齒矯形絲的矯治力隨口腔溫度的變化而變化。當(dāng)變形量一定時(shí)。溫度升高，矯治力增加。一方面，它可以加速牙齒的運(yùn)動，這是因?yàn)榭谇粌?nèi)的溫度變化會刺激由于矯治器件造成造成毛細(xì)滯息的血流停滯部位的血液流動，從而使得在牙齒移動過程中修復(fù)細(xì)胞得到充分營養(yǎng)，維持其生機(jī)和正常功能。另一方面，正畸醫(yī)生無法精確控制或測量口腔環(huán)境下的矯治力。

d.耐腐蝕性能：有研究表明鎳鈦絲的耐腐蝕性能與不銹鋼絲相仿

e.耐毒性：鎳鈦形狀記憶合金特殊的化學(xué)組成,即這是一種鎳鈦等原子合金,含約50%的鎳,一般情況情況下，表面層鈦氧化充當(dāng)了一種屏障，使Ni-Ti合金具有良好的生物相容性。表面層的TiXOy和TixNiOy能抑制Ni的釋放。

f.柔和的矯治力：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-鎳合金絲、鎳鉻合金絲、澳大利亞合金絲、金合金絲和?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。鎳鈦合金的卸載曲線平臺低也平，說明它能提供持久柔和的矯治力。

g.良好的減震特性：由于咀嚼及夜磨牙對于弓絲造成的震動越大，對牙根及牙周組織的損害越大。通過不同弓絲衰減實(shí)驗(yàn)的結(jié)果研究發(fā)現(xiàn)，不銹鋼絲震動的振幅比高彈性鎳鈦絲大，高彈性鎳鈦弓絲初始震動振幅僅為不銹鋼絲的一半,弓絲良好的震動和減震特性對于牙齒的健康重要，而傳統(tǒng)弓絲如不銹鋼絲，有加重牙根吸收的傾向。