니티놀 합금특정 온도에서 소성 변형을 자동으로 원래 모양으로 복원할 수 있는 특수 합금입니다. 팽창률이 20% 이상이고 피로 수명이 1*10의 7승에 도달하며 감쇠 특성이 일반 스프링보다 10배 높으며 내식성이 현재 최고의 의료용 스테인레스 스틸보다 우수하므로 다양한 엔지니어링 요구 사항을 충족하며 의료 응용 요구에 매우 우수한 기능성 소재입니다.
기억합금은 독특한 형상기억 기능 외에도 내마모성, 내식성, 고감쇠, 초탄성 등의 우수한 특성을 갖고 있습니다.
1. 성능 및 특징:
(1) 니티놀 합금의 상변태 및 특성:
이름에서 알 수 있듯이,니티놀 합금니켈과 티타늄으로 구성된 이원 합금입니다. 온도와 기계적 압력의 변화로 인해 오스테나이트 상과 마르텐사이트 상이라는 두 가지 결정 구조 상이 있습니다. 냉각 시 니켈-티타늄 합금의 상변태 순서는 모상(오스테나이트 상) - R 상 - 마르텐사이트 상입니다. R 상은 마름모 모양이며 온도가 높을 때(오스테나이트가 시작되는 온도보다 높음) 또는 하중이 제거될 때(외력이 비활성화를 제거할 때) 오스테나이트 상태입니다. 그것은 입방체이고 단단합니다. 모양은 비교적 안정적입니다. 마르텐사이트 상은 온도가 상대적으로 낮을 때(Mf 미만: 마르텐사이트가 끝나는 온도) 또는 하중을 받을 때(외력에 의해 활성화되는) 상태입니다. 육각형이고 연성이며 반복 가능하고 덜 안정적이며 변형이 더 쉽습니다.
2. 니티놀 합금의 특수 특성:
1). 형상기억특성(형상기억) 형상기억은 어떤 형상의 모상을 Af 온도 이상에서 Mf 온도 이하로 냉각하여 마르텐사이트를 형성하고, 마르텐사이트가 Mf 이하 온도에서 변형된 후 Af 온도 이하로 가열되는 현상을 말합니다. , 역상 변화와 함께 재료는 자동으로 상위 단계의 모양으로 돌아갑니다. 실제로 형상 기억 효과는 니티놀 합금의 열적으로 유도된 상 변화 과정입니다.
2). 초탄성성(Superelasticity): 소위 초탄성성이란 외력이 작용할 때 시편이 탄성 한계 변형률보다 훨씬 더 큰 변형률을 생성하고, 하중을 받지 않으면 변형률이 자동으로 회복되는 현상을 말합니다. 즉, 모상 상태에서는 외부 응력의 작용으로 응력에 의한 마르텐사이트 변태가 일어나 합금이 일반 재료와는 다른 기계적 거동을 나타낸다. 일반 소재보다 탄성한계가 훨씬 크고, 더 이상 타이거 그람의 법칙을 따르지 않습니다. 형상 기억 특성과 달리 초탄성에는 열 관련이 없습니다. 전체적으로 초탄성이란 특정 변형 범위 내에서 변형률이 증가해도 응력이 증가하지 않음을 의미합니다. 초탄성은 선형 초탄성, 비선형 초탄성 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 전자의 응력-변형률 곡선에서 응력과 변형률 간의 관계는 선형에 가깝습니다. 비선형 초탄성이란 Af 이상의 특정 온도 범위에서 하중을 가하고 내리는 동안 응력에 의해 유발된 마르텐사이트 상 변태와 역상 변태의 결과를 의미합니다. 따라서 비선형 초탄성성은 상변환 유사탄성성이라고도 합니다. 니켈-티타늄 합금의 상전이 유사탄성은 약 8%에 달할 수 있습니다. 니티놀 합금의 초탄성은 열처리 조건의 변화에 따라 변할 수 있습니다. 아치와이어가 400°C 이상으로 가열되면 초탄성도가 감소하기 시작합니다.
삼). 구강 온도 변화에 대한 민감도: 스테인레스 스틸 와이어와 CoCr 합금 치과 교정용 와이어의 교정력은 기본적으로 구강 온도에 영향을 받지 않습니다. 초탄성 니켈-티타늄 합금 치과용 교정 와이어의 교정력은 구강 온도의 변화에 따라 변합니다. 변형량이 일정한 경우. 온도가 상승함에 따라 보정력이 증가합니다. 한편으로는 치아의 움직임을 가속화할 수 있는데, 이는 구강 내 온도 변화가 교정 장치로 인한 모세혈관 정체로 인해 혈류가 정체되어 있는 부위의 혈류를 자극하여 회복 세포를 회복시키기 때문입니다. 치아가 움직이는 동안 충분한 영양분을 공급받습니다. 활력과 정상적인 기능을 유지하십시오. 반면에 치과교정의는 구강 환경에서 교정력을 정확하게 제어하거나 측정할 수 없습니다.
4). 부식 방지 성능: 연구에 따르면 니켈-티타늄 와이어의 부식 방지 성능은 스테인레스 스틸 와이어의 부식 방지 성능과 유사합니다.
5). 항독성: 니티놀 합금은 특수한 화학 조성을 가지고 있습니다. 즉, 니켈-티타늄 및 기타 원자 합금으로 약 50%의 니켈을 함유하고 있으며 니켈은 발암성 및 암 촉진제로 알려져 있습니다. 정상적인 상황에서는 표면층의 티타늄 산화가 장벽 역할을 하여 Ni-Ti 합금이 우수한 생체 적합성을 갖게 됩니다. 표면층의 TiXOy 및 TixNiOy는 Ni 방출을 억제할 수 있습니다.
6). 부드러운 치아교정력: 현재 상업적으로 사용되는 치아교정 와이어에는 오스테나이트계 스테인레스 스틸 와이어, 코발트-크롬-니켈 합금 와이어, 니켈-크롬 합금 와이어, 호주 합금 와이어, 금 합금 와이어 및 베타 티타늄 합금 와이어가 포함됩니다. 인장 시험 및 3점 굽힘 시험 조건에서 이러한 교정용 와이어의 하중-변위 곡선. 니티놀 합금은 가장 낮고 가장 평평한 언로딩 곡선 플랫폼을 가지고 있어 오래 지속되고 부드러운 교정력을 가장 잘 제공할 수 있음을 나타냅니다.
7). 우수한 충격 흡수 특성: 아치와이어에 대한 씹기 및 야간 연삭으로 인한 진동이 클수록 치아 뿌리와 치주 조직의 손상이 커집니다. 다양한 아치와이어 감쇠 실험 결과를 통해 스테인레스 스틸 와이어의 진동 진폭이 초탄성 니티놀 와이어의 진동 진폭보다 크다는 것이 밝혀졌습니다. 초탄성 니티놀 와이어의 초기 진동 진폭은 스테인레스 스틸 와이어의 절반에 불과합니다. 아치와이어의 좋은 진동과 충격흡수 특성은 치아에 좋습니다. 귀하의 건강은 매우 중요하며, 스테인레스 스틸 와이어와 같은 전통적인 아치 와이어는 치아 뿌리 흡수를 악화시키는 경향이 있습니다.
그러므로,니티놀 합금다양한 엔지니어링 및 의료 응용 분야의 요구를 충족시킬 수 있으며 매우 우수한 기능성 소재입니다.
