Σπίτι > Γνώση > Περιεχόμενο

Ποιες είναι οι φυσικές ιδιότητες και οι χρήσεις του υπερελαστικού κράματος μνήμης νιτινόλης;

Aug 15, 2022

1. Η χαρακτηριστική μνήμη σχήματος της μνήμης σχήματος είναι ότι όταν η μητρική φάση ενός συγκεκριμένου σχήματος ψύχεται από πάνω από τη θερμοκρασία Af σε θερμοκρασία κάτω από τη θερμοκρασία MF για να σχηματιστεί μαρτενσίτης, ο μαρτενσίτης παραμορφώνεται σε θερμοκρασία κάτω από το MF και θερμαίνεται κάτω από τη θερμοκρασία Af. Με τον μετασχηματισμό αντίστροφης φάσης, το υλικό θα ανακτήσει αυτόματα το σχήμα του στη μητρική φάση. Στην πραγματικότητα, το φαινόμενο μνήμης σχήματος είναι μια θερμικά επαγόμενη διαδικασία μετασχηματισμού φάσης του κράματος NiTi.


2. Η υπερελαστικότητα αναφέρεται στο φαινόμενο ότι η παραμόρφωση που παράγεται από το δείγμα υπό την επίδραση εξωτερικής δύναμης είναι πολύ μεγαλύτερη από την ελαστική οριακή τάση και η τάση μπορεί να ανακάμψει αυτόματα κατά την εκφόρτωση. Δηλαδή, στην κατάσταση μητρικής φάσης, λόγω της επίδρασης της εξωτερικής τάσης, λαμβάνει χώρα ο μαρτενσιτικός μετασχηματισμός που προκαλείται από την τάση, οπότε το κράμα παρουσιάζει μηχανική συμπεριφορά διαφορετική από αυτή των συνηθισμένων υλικών. Το όριο ελαστικότητάς του είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό των συνηθισμένων υλικών και δεν συμμορφώνεται πλέον με το νόμο του Hooke.


Σε σύγκριση με τις ιδιότητες μνήμης σχήματος, η υπερελαστικότητα δεν έχει καμία θερμική συμμετοχή. Με μια λέξη, η υπερελαστικότητα αναφέρεται στο ότι η εσωτερική τάση δεν αυξάνεται με την αύξηση της τάσης σε ένα συγκεκριμένο εύρος παραμόρφωσης. Η υπερελαστικότητα μπορεί να χωριστεί σε γραμμική υπερελαστικότητα και μη γραμμική υπερελαστικότητα. Η σχέση μεταξύ τάσης και παραμόρφωσης στην καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης της πρώτης είναι σχεδόν γραμμική. Η μη γραμμική υπερελαστικότητα αναφέρεται στα αποτελέσματα του μαρτενσιτικού μετασχηματισμού που προκαλείται από τάσεις και του αντίστροφου μετασχηματισμού του κατά τη φόρτωση και την εκφόρτωση σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας πάνω από το AF. Επομένως, η μη γραμμική υπερελαστικότητα ονομάζεται επίσης ψευδοελαστικότητα μετασχηματισμού φάσης.


Η ψευδοελαστικότητα του κράματος Ni Ti μπορεί να φτάσει περίπου το 8%. Η υπερελαστικότητα του κράματος νιτινόλης μπορεί να αλλάξει με την αλλαγή των συνθηκών θερμικής επεξεργασίας. Όταν το σύρμα καμάρας θερμαίνεται πάνω από 400oC, η υπερελαστικότητα αρχίζει να μειώνεται.


3. Ευαισθησία στη μεταβολή της θερμοκρασίας στη στοματική κοιλότητα: η ορθοδοντική δύναμη του σύρματος από ανοξείδωτο χάλυβα και του ορθοδοντικού σύρματος από κράμα CoCr βασικά δεν επηρεάζεται από τη θερμοκρασία στη στοματική κοιλότητα. Η ορθοδοντική δύναμη του υπερελαστικού ορθοδοντικού σύρματος νιτινόλης αλλάζει με την αλλαγή της στοματικής θερμοκρασίας.


Όταν η ποσότητα της παραμόρφωσης είναι σταθερή. Η θερμοκρασία αυξήθηκε και η διορθωτική δύναμη αυξήθηκε. Από τη μία πλευρά, μπορεί να επιταχύνει την κίνηση των δοντιών, επειδή η αλλαγή της θερμοκρασίας στη στοματική κοιλότητα θα διεγείρει τη ροή του αίματος στο σημείο στασιμότητας της ροής του αίματος που προκαλείται από τις διορθωτικές συσκευές, έτσι ώστε τα επισκευαστικά κύτταρα να μπορούν να τρέφονται πλήρως κατά τη διάρκεια της κίνηση των δοντιών και διατήρηση της ζωτικότητας και των φυσιολογικών λειτουργιών τους. Από την άλλη πλευρά, οι ορθοδοντικοί δεν μπορούν να ελέγξουν ή να μετρήσουν με ακρίβεια την ορθοδοντική δύναμη στο στοματικό περιβάλλον.


4. Αντοχή στη διάβρωση: ορισμένες μελέτες δείχνουν ότι η αντίσταση στη διάβρωση του σύρματος νικελίου τιτανίου είναι παρόμοια με αυτή του σύρματος από ανοξείδωτο χάλυβα


5. Αντιτοξικότητα: το κράμα μνήμης σχήματος νιτινόλης έχει ειδική χημική σύνθεση, δηλαδή είναι ένα ατομικό κράμα όπως η νιτινόλη, που περιέχει περίπου 50% νικέλιο και είναι γνωστό ότι το νικέλιο έχει καρκινογόνες και καρκινογόνες επιδράσεις. Γενικά, η οξείδωση του τιτανίου στο επιφανειακό στρώμα λειτουργεί ως φράγμα, γεγονός που κάνει τα κράματα Ni Ti να έχουν καλή βιοσυμβατότητα. Το TixOy και το tixnioy στο επιφανειακό στρώμα μπορούν να αναστείλουν την απελευθέρωση του Ni.


6. Μαλακή ορθοδοντική δύναμη: Επί του παρόντος, τα εμπορικά χρησιμοποιούμενα οδοντικά ορθοδοντικά σύρματα περιλαμβάνουν σύρμα από ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα, σύρμα από κράμα νικελίου χρωμίου κοβαλτίου, σύρμα από κράμα νικελίου χρωμίου, σύρμα από κράμα Αυστραλίας και σύρμα από κράμα τιτανίου. Καμπύλες μετατόπισης φορτίου αυτών των ορθοδοντικών συρμάτων υπό συνθήκες δοκιμής εφελκυσμού και δοκιμής κάμψης τριών σημείων. Η πλατφόρμα καμπύλης εκφόρτωσης του κράματος νιτινόλης είναι η χαμηλότερη και η πιο επίπεδη, υποδεικνύοντας ότι μπορεί να προσφέρει την πιο ανθεκτική και μαλακή διορθωτική δύναμη.


7. Καλά χαρακτηριστικά απορρόφησης κραδασμών: όσο μεγαλύτερη είναι η δόνηση που προκαλείται από το μάσημα και το τρίψιμο στο σύρμα καμάρας, τόσο μεγαλύτερη είναι η βλάβη στη ρίζα και στον περιοδοντικό ιστό. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα διαφορετικών πειραμάτων εξασθένησης σύρματος τόξου, διαπιστώθηκε ότι το πλάτος δόνησης του σύρματος από ανοξείδωτο χάλυβα είναι μεγαλύτερο από αυτό του υπερελαστικού σύρματος νικελίου τιτανίου. Το αρχικό εύρος δόνησης του υπερελαστικού σύρματος τόξου από νικέλιο τιτανίου είναι μόνο το μισό από αυτό του σύρματος από ανοξείδωτο χάλυβα. Τα καλά χαρακτηριστικά κραδασμών και απορρόφησης κραδασμών του σύρματος καμάρας είναι πολύ σημαντικά για την υγεία των δοντιών, ενώ το παραδοσιακό σύρμα καμάρας, όπως το σύρμα από ανοξείδωτο χάλυβα, τείνει να αυξάνει την απορρόφηση της ρίζας.


Αποστολή ερώτησής