Нітинол - це сплав з пам'яттю форми, який є спеціальним сплавом, який може автоматично відновлювати власну пластичну деформацію до початкової форми за певної температури. Його ступінь розтягування перевищує 20 відсотків, довговічність досягає 1*10 у 7-му ступені, характеристики демпфування в 10 разів вищі, ніж у звичайних пружин, а його стійкість до корозії краща, ніж у найкращої медичної нержавіючої сталі на даний момент, тому він може відповідати різним інженерним вимогам. Це дуже чудовий функціональний матеріал для застосування в медицині.
Окрім унікальної функції пам’яті форми, сплави з пам’яттю також мають чудові характеристики, такі як зносостійкість, стійкість до корозії, високе демпфування та надпружність.
Ефективність і особливості сегмента:
）Фазовий перехід і продуктивність нітинолу
Як випливає з назви, нітинол - це бінарний сплав, що складається з нікелю та титану. Через зміну температури та механічного тиску існують дві різні фази кристалічної структури, а саме фаза аустеніту та фаза мартенситу. Послідовність фазових перетворень нікель-титанового сплаву при охолодженні: вихідна фаза (фаза аустеніту) - фаза R - фаза мартенситу. R-фаза є ромбом, а аустеніт — кубом, коли температура вища (більша за ту саму: тобто температура, при якій починається аустеніт), або коли навантаження знімається (дезактивація зовнішньою силою). Форма відносно стабільна. Мартенситна фаза – це стан, коли температура відносно низька (нижча за Mf: температура, при якій закінчується мартенсит) або навантажена (активована зовнішньою силою), гексагональна, пластична, повторювана, менш стабільна та легше втрачає форму.
2. ）Особливі властивості нітинолу
01. Пам’ять форми Пам’ять форми означає, що коли вихідна фаза певної форми охолоджується від температури вище Af до температури нижче Mf для утворення мартенситу, мартенсит деформується при температурі нижче Mf і нагрівається до температури нижче Af. При зворотному фазовому переході матеріал автоматично відновлює свою форму в початковій фазі. Насправді ефект пам'яті форми - це індукований теплом процес фазового перетворення нікель-титанового сплаву.
02. Надпружність Так звана надпружність відноситься до явища, коли зразок створює деформацію, набагато більшу, ніж гранична пружність, під дією зовнішньої сили, і деформація може автоматично відновлюватися під час розвантаження. Тобто в стані вихідної фази через дію зовнішньої напруги відбувається мартенситне перетворення, викликане напругою, так що сплав демонструє механічну поведінку, відмінну від поведінки звичайних матеріалів, і його межа пружності набагато більша, ніж що звичайних матеріалів, і він більше не підкоряється закону Ху Грама. На відміну від властивостей пам'яті форми, надпружність не має теплової участі. Загалом гіперпружність означає, що напруга не збільшується зі збільшенням деформації в певному діапазоні деформації, а надпружність можна розділити на лінійну гіперпружність і нелінійну гіперпружність. У попередній кривій напруження-деформації залежність між напругою та деформацією близька до лінійної. Нелінійна гіперпружність відноситься до результату мартенситного перетворення, викликаного напругою, і його зворотного перетворення під час навантаження та розвантаження в певному діапазоні температур вище Af, тому нелінійну надпружність також називають псевдопружністю фазового переходу. Псевдопружність зміни фази нікель-титанового сплаву може досягати приблизно 8 відсотків. Супереластичність нітинолу може змінюватися при зміні умов термообробки. Коли дуга нагрівається вище 400ºC, надпружність починає знижуватися.
03.） Чутливість до змін температури в ротовій порожнині: Ортодонтична сила дроту з нержавіючої сталі та ортодонтичного дроту з CoCr сплаву в основному не залежить від температури в ротовій порожнині. Ортодонтична сила супереластичного ортодонтичного дроту з нікель-титанового сплаву змінюється зі зміною температури ротової порожнини. Коли величина деформації постійна. З підвищенням температури сила корекції збільшується. З одного боку, це може прискорити рух зубів, оскільки зміна температури в ротовій порожнині стимулюватиме кровотік у застійній частині кровотоку, викликаної застоєм капілярів, викликаним ортодонтичним пристроєм, так що відновлення клітини можуть повноцінно харчуватися під час руху зубів, підтримувати його життєздатність і нормальну функцію. З іншого боку, ортодонти не можуть точно контролювати або вимірювати коригувальну силу в порожнині рота.
04.）Стійкість до корозії: Дослідження показали, що корозійна стійкість нікель-титанового дроту подібна до корозійної стійкості дроту з нержавіючої сталі
05.） Антитоксичність: нітиноловий сплав із пам’яттю форми має особливий хімічний склад, тобто це атомарний сплав, такий як нікель і титан, який містить близько 50 відсотків нікелю, а нікель, як відомо, має канцерогенну та ракову дію. Загалом окислення поверхневого шару титану діє як бар’єр, завдяки чому сплави Ni-Ti мають хорошу біосумісність. TiXOy і TixNiOy у поверхневому шарі можуть перешкоджати вивільненню Ni.
06.）М’яка ортодонтична сила: на даний момент ортодонтичні металеві дроти, які комерційно використовуються, включають дріт з аустенітної нержавіючої сталі, дріт із кобальт-хром-нікелевих сплавів, дріт із сплаву нікель-хром, дріт із австралійського сплаву, дріт із сплаву золота та дріт із сплаву ß-титану. Криві навантаження-переміщення для цих ортодонтичних дротів за умов випробування на розтягування та випробування на триточковий згин. Плато кривої розвантаження нікель-титанового сплаву є найнижчим і найплоскішим, що вказує на те, що він може забезпечити найбільш міцну та м’яку коригувальну силу.
07.）Хороші характеристики поглинання ударів: чим сильніша вібрація, спричинена жуванням і бруксизмом на дроті дуги, тим більше пошкодження кореня та тканини пародонту. Відповідно до результатів різних експериментів із загасання дуги було виявлено, що амплітуда вібрації дроту з нержавіючої сталі більша, ніж у надпружного нікель-титанового дроту, а початкова амплітуда вібрації надпружного нікель-титанового дроту становить лише половину від дроту з нержавіючої сталі. Здоров'я зубів дуже важливе, і традиційні дуги, такі як нержавіюча сталь, як правило, посилюють резорбцію кореня.
