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医用镍钛记忆合金弹簧

来源:弹簧百科 发布时间:2021-09-17 22:27:49

  医用镍钛记忆合金弹簧


  镍钛合金是一种形状记忆合金,是一种特殊的合金,可以在一定温度下自动将塑性变形恢复到原来的形状。其膨胀率在20%以上,疲劳寿命达到1*10-7次,阻尼特性比普通弹簧高10倍,耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢,能够满足各种工程和医疗应用的要求,是一种优良的功能材料。

  

  记忆合金除了具有独特的形状记忆功能外,还具有耐磨、耐腐蚀、高阻尼、超弹性等优良特性。

  

  镍钛合金的特殊性能。

  

  1.形状记忆特性(shapememorycharacteristics,形状记忆)形状记忆是指某一形状的母相从高于Af温度冷却到低于Mf温度形成马氏体后,马氏体在低于Mf温度的情况下变形,然后加热到低于Af温度,发生逆相变化,材料在母体阶段自动恢复形状。实际上,形状记忆效应是NiTi合金的热诱导相变过程。

  

  2.超弹性所谓超弹性,是指在外力作用下,样品的应变远大于弹性极限应变,卸载时应变可以自动恢复的现象。也就是说,在母相中,由于外部应力的作用,应力诱发马氏体相变,因此合金表现出不同于普通材料的力学行为,其弹性极限远远大于普通材料,不再遵守胡克定律。与形状记忆特征相比,超弹性没有热参与。总之,超弹性是指在一定的变形范围内,应力不随应变的增加而增加。超弹性可分为线性超弹性和非线性超弹性。在前者的应力应变曲线中,应力应变关系几乎是线性的。非线性超弹性是指在Af以上一定温度范围内,应力诱发马氏体相变及其逆相变,因此非线性超弹性又称相变伪弹性。在相变过程中,Ni-Ti合金的伪弹性可达8%左右。镍钛合金的超弹性随热处理条件的变化而变化。当弓丝加热到400℃以上时,超弹性开始降低。

  

  3.口腔温度变化敏感性:不锈钢丝和钴铬合金正畸丝的正畸力基本不受口腔温度影响。超弹性镍钛合金正畸丝的正畸力随着口腔温度的变化而变化。当变形不变时。校正力随着温度的升高而增加。一方面可以加速牙齿的运动,因为口腔内的温度变化会刺激正畸设备引起的毛细血管停滞引起的血流停滞,使修复细胞在牙齿运动过程中获得充分的营养,保持其活力和正常功能。另一方面,正畸医生无法准确控制或测量口腔环境中的正畸力。

  

  4.耐腐蚀性:研究表明,NiTi丝的耐腐蚀性与不锈钢丝相似。

  

  5.抗毒性:NiTi形状记忆合金的特殊化学成分,即NiTi等原子合金,含有50%左右的镍,已知具有致癌和促癌作用。通常,钛在表氧化中起到屏障作用,使镍钛合金具有良好的生物相容性。TiXOy和TixNiOy表面可以抑制镍的释放。

  

  6.软正畸力:目前商用正畸丝包括奥氏体不锈钢丝、钴铬镍合金丝、镍铬合金丝、澳大利亚合金丝、金合金丝和。钛合金丝。在拉伸试验和三点弯曲试验的条件下,研究了这些正畸丝的载荷-位移曲线。NiTi合金卸载曲线平台最低、最平坦,说明NiTi合金能提供最持久、最柔和的正畸力。

  

  7.良好的减震特性:咀嚼和夜间研磨引起的弓丝振动越大,对牙根和牙周组织的损伤越大。根据不锈钢丝的振幅大于超弹性镍钛合金丝,超弹性镍钛合金丝的初始振幅仅为不锈钢丝的一半。弓丝良好的振动和阻尼特性对牙齿的健康非常重要,而传统的弓丝,如不锈钢丝,往往会增加牙根的吸收。

  

  镍钛合金丝的临床应用;

  

  1.用于患者牙列的早期对齐和调平。由于NiTi合金弓丝具有超弹性、形状记忆性能和低应力应变曲线的特点,NiTi合金弓丝在临床早期治疗系统中常用作弓丝,大大降低了患者的不适。目前有几种不同的直丝正畸技术。MBT技术建议使用0.016英寸热激活镍钛合金丝(HANT丝),DEMON自锁支架技术建议使用含铜热激活镍钛合金丝(相变温度约40度),O-PAK技术建议使用0.016英寸超弹性镍钛合金丝进行早期对准和调平。

  

  2.NiTi弹簧:NiTi推簧和拉簧是正畸中使用的弹簧,具有特殊的NiTi超弹性,适用于正畸治疗,打开牙齿之间的间隙,向不同方向拉动牙齿。镍螺旋弹簧拉长1mm时,能产生50g左右的力。镍钛螺旋弹簧弹性高,在拉力作用下能产生柔和稳定的连续性。力衰减很小,会产生临床牙齿运动所需的理想正畸力。满足生理要求。镍张力弹簧弹性高,永久变形率低。与直径相同的不锈钢丝相比,其释放矫正力相差3.5-4倍。因此,在应用正畸治疗时,患者不仅疼痛轻微,而且感觉柔软持久,缩短了随访时间,从而缩短了疗程,提高了疗效。它是一种新型优秀的正畸治疗机械设备。


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