Superelasticitet og formhukommelse af nitinol

Apr 05, 2024 Læg en besked

Nitinol(Nitinol)-legeringer har mange materiale- og enhedskarakteristika, for eksempel kinkemodstand, spændingskonstans, dynamisk interferens, afbøjningsstivhed, magnetisk resonansbilleddannelse (MR1) kompatibilitet, radiopacitet og biokompatibilitet. De mest berømte egenskaber ved Nitinol er dens superelasticitet og termiske formhukommelse. Selvom udtrykket "formhukommelse" beskriver fænomenet med at genoprette en forudbestemt form ved at høre og deformere formen "plastisk", refererer udtrykket "superelasticitet" til den store elasticitet af disse legeringer, som kan være 10 gange større end det bedste rustfri stål . Stål brugt i medicin i dag. Selvom begge effekter er spektakulære, er de ikke de eneste vigtige egenskaber ved materialet.

 

Nitinolhar to karakteristika: formhukommelseseffekt (SME) og superelasticitet (SE).

 

Formhukommelse


Formhukommelse sker, når moderfasen af ​​en bestemt form afkøles fra over Af-temperaturen til under Mf-temperaturen og fuldstændig danner martensitten, hvorved martensitten deformeres under Mf-temperaturen. Efter at være blevet opvarmet til under Af-temperatur, med omvendt fasetransformation, vil materialet automatisk genoprette sin form i moderfase. Faktisk er formhukommelseseffekten en termisk induceret faseovergangsproces af nitinol. Det refererer til nitinols evne til at deformere ved en bestemt temperatur og derefter genoprette den oprindelige, ikke-deformerede form, når temperaturen er højere end dens "overgangstemperatur".

 

Superelasticitet


Den såkaldte superelasticitet refererer til det fænomen, hvor prøven producerer en belastning, der er langt større end den elastiske grænsebelastning under påvirkning af eksterne kræfter, og belastningen automatisk kan genoprettes under aflæsning. I moderfasen, på grund af virkningen af ​​ekstern stress, udløser belastningen martensitisk faseovergang, så legeringen udviser mekanisk adfærd, der er anderledes end almindelige materialers. Dens elastiske grænse er meget større end for almindelige materialer. Og den følger ikke længere Hookes lov. Sammenlignet med formhukommelseseffekt involverer superelasticitet ikke varme.

 

De unikke egenskaber ved disse nikkel-titanium-legeringer kombineret med styrke, træthedsbestandighed, biokompatibilitet og MRI-kompatibilitet giver en interessant løsning til design af avanceret medicinsk udstyr. Konventionelle metalmaterialer, der anvendes til stents, filtre og andre interventionsanordninger, udviser elastisk deformationsadfærd, der er meget forskellig fra menneskekroppens strukturer. Nitinol-legeringer har lignende adfærd.Nitinoler en aromatisk eller næsten ækviatomisk intermetallisk forbindelse af titanium og nikkel.