镍钛合金棒NITINOL
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形状记忆合金概述
形状记忆合金(SMA)是一种由两种以上金属元素通过热弹性、马氏体相变和逆变形成形状记忆效应的材料。目前，钛基、铜基和铁基形状记忆合金已得到应用。
镍钛合金是研究较全面、形状记忆较好的合金。它们具有强度高、可塑性强、耐腐蚀、稳定性好、生物相容性好等特点。
镍钛合金结合了形状记忆和超弹性这两个紧密相关的独特特性。形状记忆使镍钛合金能够在一种温度下变形，然后在加热到转变温度时恢复到原来的形状。这是由于材料由低温单斜马氏体结构转变为高温立方奥氏体结构所致。
形状记忆合金的应用
形状记忆合金以其优异的性能广泛应用于航空航天机械、机电、生物医药、桥梁建筑、汽车工业和日常生活中。
1. 对于生物医学，镍钛弓丝用于患者牙齿的早期排列。镍钛合金推簧和拉力簧是用于矫正牙齿、脊柱侧弯矫形装置的弹簧。此外，镍钛合金还用于外科，用于制作各种骨连接器、血管夹、凝血过滤器、血管扩张元件、各种腔内支架、栓塞装置、心脏贴片、血栓过滤器、介入导丝、手术缝合线等。
2. 在航空航天工业中，形状记忆合金已应用于航空和航天领域，如军用飞机液压系统的低温配套连接器，目前正在欧美开发用于直升机的智能水平旋翼。它还被用于月球探测器的天线，在卫星上，形状记忆释放装置被用来打开一个容器，用来保护敏感的锗探测器在组装和发射期间不受污染。
3. 在机电一体化，形状记忆合金主要用于低温配合连接器、导线编织层安全连接器、开合百叶窗防止雾灯飞溅碎片的弹簧、机械制造中取代手动或液压夹具的驱动缸等。
4. 日常生活中，形状记忆合金主要用于防烫伤阀、眼镜框、手机天线、消防止回阀等。
生物医学用镍钛合金
镍钛合金镍钛合金是一种接近等原子的二元镍钛合金，因其独特的超弹性而广泛应用于医学领域。然而，三元或其他镍钛合金可以实现不同的性能。所有采购的镍钛合金原料均经过第三方检验，以确保其符合化学、转化温度、材料均匀性和微观结构等专有规范。为了提高表面光洁度和均匀度，所有的线材和管材产品都采用高精度的单晶或多晶金刚石拉丝模技术。经过正确的超弹性热处理后，医用镍钛材料在人体温度下可以承受高达8%的应变而不会永久弯曲。
镍钛合金的特殊性能
1. 形状记忆
2. 超弹性
3. 对口腔温度变化敏感
4. 优秀的耐蚀性能
5. 抗毒性
6. 温柔的矫正力
7. 良好的减震特性
化学成份
表1按ASTM F2063-12 or GB 24627-2009(wt%)
Fe | Ni | Cr | Cu | Nb |
≤0.05 | 54.5-57.0 | ≤0.01 | ≤0.01 | ≤0.025 |
C | Ti | Co | N+O | H |
≤0.05 | Balanced | ≤0.05 | ≤0.050 | ≤0.005 |
物理性能
表 2
熔点 | 1310℃ |
密度 | 6.5 g/cm3 |
特定电阻 | 82 μΩcm |
热膨胀系数(CTE) | 11×10-6 °K |
弹性模量 | 41-75 GPa |
丝材代码
工作Af温度是镍钛合金有效超弹性性能的关键性能之一。虽然54.5~57.0质量百分比范围内的主要Ni含量均符合ASTM F2063-12标准规范，但Af对化学成分非常敏感，镍钛合金成分的详细分级至关重要。这就是为什么我们使用详细的和经过验证的材料代码来识别合金。
表3
丝材代码 | A | B | C | D | E | F | G | H |
实际工作温度Af ℃ | 70+/-10 | 30+/-10 | 25+/-5 | 17+/-7 | 10+/-10 | 5+/-10 | -20+/-10 | -30+/-15 |
镍钛合金无心研磨棒
除了镍钛合金线外，还提供直径在2.0mm到5.0mm之间的医用镍钛合金棒，可选择自然成型氧化物或无心研磨和抛光表面。
典型力学性能
条件: 超弹性
表4
材料代码 | 上平台应力 (PSI) | 延伸率(%) | 加载平台(PSI) | 卸载平台(PSI) | 实际工作温度Af(℃) |
Niti A | 130,000 | 至少12 % | 65,000 | 15,000 | <18 |
注 | 1. 应变至6%以后的永久性设置<1%。 2. 所有机械性能试验均在22±2℃进行。 | ||||
主要应用
整形外科
畸齿矫正
我们的优势
1. 首先，所有进口镍钛合金原料都要经过第三方检验，以确保其符合化学、转化温度、材料均匀性和微观结构等专有规范。为了提高表面光洁度和均匀度，所有的线材和管材产品都采用高精度的单晶或多晶金刚石拉丝模技术。经过正确的超弹性热处理后，医用镍钛材料在人体温度下可以承受高达8%的应变而不会永久弯曲。
2. 我们所有的镍钛合金材料和产品都是按照客户的规格制造的。
3. 材料可以按超弹性或更高的转换温度形状记忆交货。
标准规范
ASTM F2063-12 | 医疗器械和外科植入物用锻态镍钛形状记忆合金标准 化学成分 |
GB 24627 | 医疗器械和外科植入物用锻态镍钛形状记忆合金标准 化学成分 |
ASTM F2633-13 | 用于医疗器件和外科植入无缝镍钛记忆合金管件的标准规范 |
ASTM F2005-05 | 镍钛形状记忆合金的标准术语 |
ASTM F2004-05 | 用热分析测试镍钛合金转变温度的标准测试方法 |
ASTM F2516-14 | 镍钛超弹性材料的拉伸测试方法 |
ASTM F2082-15 | 用弯曲和自由恢复法测试镍钛形状记忆合金相变温度的标准测试方法 |
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