Zašto se nikl{0}}titanijumska žica ponaša drugačije
Nikl-titanijum (NiTi) žica je legura sa pamćenjem oblika koja se isporučuje u skoro{1}}ekviatomskom sastavu, obično oko 55,8% nikla i 44,2% titanijuma po masi na ekviatomskoj tački. Kada se okolni uslovi promene, kao što je primenjeno naprezanje ili temperatura, unutrašnji atomski raspored legure prebacuje se između uređene austenitne faze i udvostručene martenzitne faze, a taj prekidač je ono što proizvodi neobično mehaničko ponašanje žice.
Transformacija je reverzibilna i može se pokretati bilo naprezanjem ili temperaturom, tako da se ista legura može isporučiti kao napregnuta-superelastična žica ili kao toplinski-aktivirana žica s temperaturom transformacije postavljenom blizu tjelesne temperature ili blizu odabrane radne temperature.
Tri komercijalne klase
Žice od nikl{0}}titanijuma koje se koriste u medicini i stomatologiji obično se dijele u tri grupe, na osnovu načina na koji se transformacija pokreće.
| Ocjena | Okidač transformacije | Ponašanje | Tipična upotreba |
|---|---|---|---|
| Konvencionalni NiTi | Nije aktivirano u servisu | Stabilan na sobnoj i oralnoj temperaturi, bez superelastičnosti i bez obnavljanja oblika | U velikoj mjeri zamijenjen novijim klasama, i dalje se koristi u nekim uvodnim lukovima |
| Pseudo{0}}elastični NiTi | Stres uzrokovan konstantnom temperaturom | Vrlo veliki elastični oporavak, ravan plato sile pri utovaru i istovaru | Poravnavanje i nivelisanje žica luka, endodontskih turpija, vodiča |
| NiTi{0}}aktiviran toplinom | Temperatura driven | Mekan i lako se savija kada je hladan, vraća se u prethodno postavljeni oblik kada se zagrije | Završni lukovi, aplikacije za koje je potrebna mala sila na tjelesnoj temperaturi |
Mehanička i fizička svojstva
Nadoknadivi soj:superelastičan NiTi vraća otprilike 6% do 8% naprezanja pri rasterećenju, naspram znatno ispod 1% kod opružne žice od nerđajućeg čelika.
Force plato:opterećenje prati gotovo ravan plato, tako da žica nastavlja pomicati zube bez naglog porasta sile dok se skreće.
Modul:austenitna faza je čvršća od martenzitne faze, tako da se efektivni modul superelastične žice mijenja tokom ciklusa opterećenja.
Gustina:oko 6,45 g/cm3, niže od nehrđajućeg čelika na oko 7,9 g/cm3.
Otpornost na koroziju:Pasivni film bogat titanijumom- daje dobru otpornost na tjelesne tečnosti i na blago agresivne industrijske medije.
Temperaturne granice:temperature transformacije su osjetljive na sastav, tako da se radna temperatura i završna temperatura gotovog austenita moraju uskladiti s primjenom.
Kako promjena faze proizvodi superelastičnost
U superelastičnom razredu legura je gotova tako da je završna temperatura austenita ispod radne temperature. Opterećenje žice pretvara austenit u martenzit izazvan naprezanjem- duž ravnog platoa naprezanja; uklanjanje opterećenja omogućava martenzitu da se vrati u austenit, a žica se vraća u prvobitni oblik. Praktični rezultat je žica koja se može skretati na dug put uz oslobađanje relativno konstantne sile, što je upravo ono što se želi kada se lagana, kontinuirana sila mora primijeniti tokom dugog perioda.
U stepenu{0}}aktiviranog toplinom, temperatura transformacije je namjerno postavljena blizu radne temperature. Žica je mekana i lako se savija kada se ohladi, a zatim se aktivira kako se zagrije i vraća se prema obliku koji je postavljen tokom oblikovanja, presovanja, termičke obrade i hlađenja.
Bilješke o izboru i obradi
Uskladiti završnu temperaturu austenita sa radnom okolinom; žica odabrana za oralnu uslugu može biti neaktivna u hladnijem industrijskom okruženju.
Izrežite i formirajte žicu u -isporučenom stanju i izbjegavajte pregrijavanje tokom bilo kojeg koraka spajanja, jer toplinska obrada pomjera temperature transformacije.
Nemojte prekoračiti opseg povratne deformacije u jednoj aktivaciji, jer se trajna deformacija akumulira kada se plato iscrpi.
Za medicinske uređaje, kovana legura nikla-titanijuma je uobičajeno navedena u ASTM F2063, dok su ortodontske žice pokrivene standardom ISO 15841.
Često postavljana pitanja
P: Po čemu se nikl{0}}titanijumska žica razlikuje od žice od nehrđajućeg čelika?
On mijenja kristalnu strukturu pod stresom ili temperaturom, tako da oporavlja daleko više naprezanja, otprilike 6% do 8%, dok oslobađa gotovo konstantnu silu umjesto sile koja naglo raste s otklonom.
P: Koja je razlika između pseudo-elastične i toplinski-aktivirane nikl-titanijumske žice?
Pseudo{0}}elastični sloj reaguje na naprezanje na stabilnoj temperaturi, dok -aktivirani sloj reaguje na temperaturu i ostaje mekan i oblikovljiv dok se ne zagrije.
P: Zašto je konvencionalna nikl{0}}titanijumska žica danas manje uobičajena?
Nema ni superelastičnost ni upotrebljiv efekat memorije oblika na radnoj temperaturi, tako da moderni klinički i industrijski dizajni općenito umjesto toga navode pseudo-elastičnu ili toplinu{1}}aktiviranu ocjenu.
P: Može li se temperatura transformacije podesiti?
Da. Kontroliše se omjerom nikla-prema-titanijumu i termomehaničkom obradom, što omogućava da se završna temperatura gotovog austenita postavi na odabranu vrijednost.
P: Da li nikl{0}}titanijumska žica korodira u tijelu?
Pasivni oksidni film bogat titanijumom- pruža dobru otpornost na tjelesnu tekućinu, a medicinske ocjene su specificirane i testirane kako bi se potvrdilo stanje površine i biokompatibilnost potrebnih za uređaj.
P: Kako treba skladištiti i rukovati nikl{0}}titanijumskom žicom?
Održavajte ga suhim i na stabilnoj temperaturi, izbjegavajte oštre krivine izvan njegovog raspona oporavka i držite krajeve očišćenim kako se površinski pasivni film ne bi oštetio.
