Liga de nitinolé uma liga especial que pode restaurar automaticamente sua deformação plástica à sua forma original a uma temperatura específica. Sua taxa de expansão é superior a 20%, sua vida à fadiga atinge 1 * 10 elevado à 7ª potência, suas características de amortecimento são 10 vezes maiores do que as molas comuns e sua resistência à corrosão é melhor do que o melhor aço inoxidável médico atualmente, então pode atende aos requisitos de diversas engenharias e é um material funcional excelente para necessidades de aplicações médicas.
Além de sua função exclusiva de memória de forma, as ligas com memória também possuem excelentes características, como resistência ao desgaste, resistência à corrosão, alto amortecimento e superelasticidade.
1. Desempenho e recursos:
(1) Transformação de fase e propriedades da liga de nitinol:
Como o nome sugere,liga de nitinolé uma liga binária composta de níquel e titânio. Devido às mudanças de temperatura e pressão mecânica, existem duas fases de estrutura cristalina diferentes, nomeadamente a fase austenita e a fase martensita. A sequência de transformação de fase da liga de níquel-titânio quando resfriada é fase pai (fase austenita) - fase R - fase martensita. A fase R tem forma de losango e a austenita está em um estado quando a temperatura é mais alta (maior que a temperatura na qual a austenita começa) ou quando a carga é removida (a força externa remove a desativação). É cúbico e difícil. A forma é relativamente estável. A fase martensita é um estado em que a temperatura é relativamente baixa (menos que Mf: a temperatura na qual a martensita termina) ou quando está carregada (ativada por força externa). É hexagonal, dúctil, repetível, menos estável e mais fácil de deformar.
2. Propriedades especiais da liga de nitinol:
1). Características de memória de forma (memória de forma) A memória de forma ocorre quando a fase pai de uma determinada forma é resfriada acima da temperatura Af para abaixo da temperatura Mf para formar martensita, a martensita é deformada a uma temperatura abaixo de Mf e aquecida abaixo da temperatura Af , acompanhado por Na mudança de fase reversa, o material retorna automaticamente à sua forma na fase pai. Na verdade, o efeito de memória de forma é um processo de mudança de fase induzido termicamente da liga de nitinol.
2). Superelasticidade: A chamada superelasticidade refere-se ao fenômeno em que a amostra produz uma deformação muito maior do que a deformação limite elástica sob a ação de uma força externa, e a deformação pode se recuperar automaticamente quando descarregada. Ou seja, no estado da fase pai, devido à ação de tensões externas, ocorre a transformação martensítica induzida por tensões, de modo que a liga apresenta comportamento mecânico diferente dos materiais comuns. Seu limite elástico é muito maior que o dos materiais comuns e não adere mais à lei de Gram do tigre. Em contraste com as propriedades de memória de forma, a superelasticidade não tem envolvimento térmico. Em suma, superelasticidade significa que a tensão não aumenta com o aumento da deformação dentro de uma determinada faixa de deformação. A superelasticidade pode ser dividida em duas categorias: superelasticidade linear e superelasticidade não linear. Na curva tensão-deformação do primeiro, a relação entre tensão e deformação é quase linear. A superelasticidade não linear refere-se ao resultado da transformação de fase martensítica induzida por tensão e sua transformação de fase reversa, respectivamente, durante o carregamento e descarregamento em uma determinada faixa de temperatura acima de Af. Portanto, a superelasticidade não linear também é chamada de pseudoelasticidade de transformação de fase. A pseudoelasticidade de transição de fase da liga de níquel-titânio pode atingir cerca de 8%. A superelasticidade da liga de nitinol pode mudar com as mudanças nas condições de tratamento térmico. Quando o fio é aquecido acima de 400ºC, a superelasticidade começa a diminuir.
3). Sensibilidade às mudanças de temperatura na cavidade oral: O poder de correção dos fios de aço inoxidável e dos fios ortodônticos de liga de CoCr basicamente não é afetado pela temperatura na cavidade oral. A força ortodôntica do fio ortodôntico dentário superelástico de liga de níquel-titânio muda com as mudanças na temperatura oral. Quando a quantidade de deformação é constante. À medida que a temperatura aumenta, a força de correção aumenta. Por um lado, pode acelerar a movimentação dos dentes, pois a mudança de temperatura na cavidade oral estimulará o fluxo sanguíneo nas áreas onde o fluxo sanguíneo está estagnado devido à estagnação capilar causada pelo aparelho ortodôntico, para que as células reparadoras são totalmente nutridos durante a movimentação dos dentes. Manter sua vitalidade e funções normais. Os ortodontistas, por outro lado, não conseguem controlar ou medir com precisão as forças ortodônticas no ambiente oral.
4). Desempenho anticorrosivo: Estudos demonstraram que o desempenho anticorrosivo do fio de níquel-titânio é semelhante ao do fio de aço inoxidável.
5). Antitoxicidade: A Liga de Nitinol possui uma composição química especial, ou seja, é uma liga de níquel-titânio e outras ligas atômicas, contendo cerca de 50% de níquel, e o níquel é conhecido por ser cancerígeno e promotor de câncer. Em circunstâncias normais, a oxidação do titânio na camada superficial atua como uma barreira, fazendo com que as ligas Ni-Ti tenham boa biocompatibilidade. O TiXOy e TixNiOy na camada superficial podem inibir a liberação de Ni.
6). Força ortodôntica suave: Os fios ortodônticos dentários usados comercialmente incluem fio de aço inoxidável austenítico, fio de liga de cobalto-cromo-níquel, fio de liga de níquel-cromo, fio de liga australiana, fio de liga de ouro e fio de liga de beta titânio. Curvas de carga-deslocamento destes fios ortodônticos sob condições de teste de tração e teste de flexão de três pontos. A liga de nitinol tem a plataforma de curva de descarga mais baixa e plana, indicando que pode fornecer melhor força de correção suave e duradoura.
7). Boas propriedades de absorção de choque: Quanto maior a vibração causada pela mastigação e moagem noturna do fio, maior será o dano às raízes dos dentes e aos tecidos periodontais. Através dos resultados de diferentes experimentos de atenuação do fio, constatou-se que a amplitude de vibração do fio de aço inoxidável é maior que a do fio superelástico de nitinol. A amplitude de vibração inicial do fio superelástico de nitinol é apenas metade da do fio de aço inoxidável. As boas características de vibração e absorção de choque do arco são boas para os dentes. Sua saúde é muito importante, e os arcos tradicionais, como os de aço inoxidável, tendem a agravar a reabsorção radicular do dente.
Portanto,Liga de Nitinolpode atender às necessidades de diversas aplicações médicas e de engenharia e é um material funcional excelente.
