Paduan nitinoladalah paduan khusus yang secara otomatis dapat mengembalikan deformasi plastis ke bentuk aslinya pada suhu tertentu. Tingkat ekspansinya lebih dari 20%, umur kelelahannya mencapai 1*10 pangkat 7, karakteristik redamannya 10 kali lebih tinggi dari pegas biasa, dan ketahanan korosinya lebih baik daripada baja tahan karat medis terbaik saat ini, sehingga bisa memenuhi persyaratan berbagai teknik dan merupakan bahan fungsional yang sangat baik untuk kebutuhan aplikasi medis.
Selain fungsi memori bentuknya yang unik, paduan memori juga memiliki fitur unggulan seperti ketahanan aus, ketahanan korosi, redaman tinggi, dan superelastisitas.
1. Performa dan fitur:
(1) Transformasi fasa dan sifat paduan nitinol:
Seperti namanya,paduan nitinoladalah paduan biner yang terdiri dari nikel dan titanium. Akibat perubahan suhu dan tekanan mekanik, terdapat dua fasa struktur kristal yang berbeda, yaitu fasa austenit dan fasa martensit. Urutan transformasi fasa paduan nikel-titanium ketika didinginkan adalah fasa induk (fasa austenit) - fasa R - fasa martensit. Fase R berbentuk belah ketupat, dan austenit berada dalam keadaan ketika suhu lebih tinggi (lebih besar dari suhu di mana austenit dimulai) atau ketika beban dihilangkan (gaya luar menghilangkan Deaktivasi). Itu berbentuk kubik dan keras. Bentuknya relatif stabil. Fase martensit adalah keadaan ketika suhu relatif rendah (kurang dari Mf: suhu di mana martensit berakhir) atau ketika dibebani (diaktifkan oleh gaya luar). Berbentuk heksagonal, ulet, dapat diulang, kurang stabil, dan lebih mudah mengalami deformasi.
2. Sifat khusus paduan nitinol:
1). Karakteristik memori bentuk (shapememory) Memori bentuk adalah ketika fasa induk suatu bentuk didinginkan dari atas suhu Af ke bawah suhu Mf membentuk martensit, martensit tersebut mengalami deformasi pada suhu di bawah Mf, dan dipanaskan hingga di bawah suhu Af , disertai dengan perubahan fasa terbalik, material secara otomatis kembali ke bentuknya pada fasa induk. Faktanya, efek memori bentuk adalah proses perubahan fasa Nitinol Alloy yang diinduksi secara termal.
2). Superelastisitas: Yang disebut superelastisitas mengacu pada fenomena bahwa spesimen menghasilkan regangan yang jauh lebih besar daripada regangan batas elastis di bawah aksi gaya eksternal, dan regangan dapat pulih secara otomatis ketika tidak dibebani. Artinya, dalam keadaan fase induk, akibat aksi tegangan eksternal, terjadi transformasi martensit yang diinduksi tegangan, sehingga paduan tersebut menunjukkan perilaku mekanis yang berbeda dari bahan biasa. Batas elastisnya jauh lebih besar dari bahan biasa, dan tidak lagi mematuhi hukum Tiger Gram. Berbeda dengan sifat memori bentuk, superelastisitas tidak memiliki keterlibatan termal. Secara keseluruhan, superelastisitas berarti bahwa tegangan tidak bertambah seiring bertambahnya regangan dalam rentang deformasi tertentu. Superelastisitas dapat dibagi menjadi dua kategori: superelastisitas linier dan superelastisitas nonlinier. Dalam kurva tegangan-regangan, hubungan antara tegangan dan regangan mendekati linier. Superelastisitas nonlinier mengacu pada hasil transformasi fasa martensit akibat tegangan dan transformasi fasa baliknya masing-masing selama bongkar muat pada kisaran suhu tertentu di atas Af. Oleh karena itu, superelastisitas nonlinier disebut juga pseudoelastisitas transformasi fase. Pseudoelastisitas transisi fase paduan nikel-titanium dapat mencapai sekitar 8%. Superelastisitas Paduan Nitinol dapat berubah seiring dengan perubahan kondisi perlakuan panas. Ketika kawat lengkung dipanaskan di atas 400ºC, superelastisitasnya mulai berkurang.
3). Sensitivitas terhadap perubahan suhu di rongga mulut: Kekuatan koreksi kabel baja tahan karat dan kabel ortodontik gigi paduan CoCr pada dasarnya tidak dipengaruhi oleh suhu di rongga mulut. Kekuatan ortodontik kawat ortodontik gigi paduan nikel-titanium superelastik berubah seiring dengan perubahan suhu mulut. Ketika jumlah deformasi konstan. Ketika suhu meningkat, gaya koreksi meningkat. Di satu sisi dapat mempercepat pergerakan gigi, karena perubahan suhu rongga mulut akan merangsang aliran darah di daerah yang aliran darahnya stagnan akibat stagnasi kapiler akibat alat ortodontik, sehingga memperbaiki sel. mendapat nutrisi penuh selama pergerakan gigi. Pertahankan vitalitas dan fungsi normalnya. Sebaliknya, dokter ortodonti tidak dapat secara tepat mengontrol atau mengukur kekuatan ortodontik di lingkungan mulut.
4). Kinerja anti-korosi: Penelitian telah menunjukkan bahwa kinerja anti-korosi kawat nikel-titanium mirip dengan kawat baja tahan karat.
5). Anti-toksisitas: Paduan Nitinol memiliki komposisi kimia khusus, yaitu nikel-titanium dan paduan atom lainnya, mengandung sekitar 50% nikel, dan nikel diketahui bersifat karsinogenik dan pemicu kanker. Dalam keadaan normal, oksidasi titanium pada lapisan permukaan bertindak sebagai penghalang, sehingga paduan Ni-Ti memiliki biokompatibilitas yang baik. TiXOy dan TixNiOy pada lapisan permukaan dapat menghambat pelepasan Ni.
6). Kekuatan ortodontik yang lembut: Kabel ortodontik gigi yang saat ini digunakan secara komersial meliputi kawat baja tahan karat austenitik, kawat paduan kobalt-kromium-nikel, kawat paduan nikel-kromium, kawat paduan Australia, kawat paduan emas dan kawat paduan titanium beta. Kurva perpindahan beban kawat ortodontik ini dalam kondisi uji tarik dan uji tekuk tiga titik. Nitinol Alloy memiliki platform kurva bongkar muat terendah dan paling datar, yang menunjukkan bahwa ia paling mampu memberikan gaya koreksi yang tahan lama dan lembut.
7). Sifat penyerap goncangan yang baik: Semakin besar getaran yang disebabkan oleh mengunyah dan menggemeretakkan malam hari pada kawat lengkung, semakin besar kerusakan pada akar gigi dan jaringan periodontal. Melalui hasil percobaan redaman kawat lengkung yang berbeda, ditemukan bahwa amplitudo getaran kawat baja tahan karat lebih besar dibandingkan dengan kawat nitinol superelastik. Amplitudo getaran awal kawat nitinol superelastik hanya setengah dari amplitudo getaran awal kawat baja tahan karat. Karakteristik getaran dan peredam guncangan yang baik dari archwire baik untuk gigi. Kesehatan Anda sangat penting, dan kawat lengkung tradisional seperti kawat baja tahan karat cenderung memperburuk resorpsi akar gigi.
Karena itu,Paduan Nitinoldapat memenuhi kebutuhan berbagai aplikasi teknik dan medis dan merupakan bahan fungsional yang sangat baik.
