kemian oppija

Nitinol-metalliseos on yksi hyödyllisimmistä eri tarkoituksiin käytetyistä seoksista. Sillä on lukuisia tärkeitä lääketieteellisiä sovelluksia.

mitä Nitinoli on?

se on nikkeli-titaani metalliseos, jolla on joitakin ainutlaatuisia ominaisuuksia. Se tunnetaan myös nikkeli titaani. Tällä seoksella on superelastisuus tai pseudoelastisuus ja muotomuistiominaisuudet. Se tarkoittaa, että tämä ainutlaatuinen metalli voi muistaa alkuperäisen muotonsa ja osoittaa suurta elastisuutta rasituksessa.

Nitinolikoostumus

tämä metalliseos koostuu nikkelistä ja titaanista. Se sisältää nämä kaksi alkuainetta suunnilleen yhtä suurilla atomiprosenteilla. Nikkeli on tunnettu allergeeni ja sillä saattaa olla myös karsinogeenisia ominaisuuksia. Tästä syystä tämän seoksen nikkelipitoisuus on herättänyt suurta huolta sen hyödyllisyydestä lääketeollisuudessa.

Nitinolin tuotanto

tämän metalliseoksen valmistamiseen tarvitaan erittäin tiukka koostumusohjaus. Tästä syystä tämän seoksen valmistaminen on hyvin vaikeaa. Titaanin poikkeuksellinen reaktiivisuus on toinen este sen valmistelussa. Tähän tarkoitukseen käytetään nykyisin kahta primaarista sulamismenetelmää:

• Vacuum Arc Remelting: tässä menetelmässä sähkökaari isketään vesijäähdytteisen kuparin iskulevyn ja raaka-aineiden väliin. Vesijäähdytteistä kuparimuottia käytetään ainesosien sulamiseen suurtyhjiössä hiilen kulkeutumisen estämiseksi.
• Tyhjiöinduktiosulatus: raaka-aineet kuumennetaan hiiliupokkaassa vaihtelevien magneettikenttien avulla. Tämä onnistuu myös suurtyhjiössä; tässä prosessissa syntyy kuitenkin hiiltä.

Kuva 1-Nitinoli

ei ole olemassa huomattavia määriä tietoja, jotka osoittaisivat toisen menetelmän tuloksen olevan parempi kuin toisen. Molemmat menetelmät ovat erilaisia etuja tarjota. Tähän tarkoitukseen käytetään boutique-mittakaavassa myös muita menetelmiä, kuten induktiokallon sulamista, plasmakaaren sulamista ja E-säteen sulamista. Fysikaalista höyrypinnoitusprosessia käytetään myös laboratorioissa.

Nitinolimerkki

tätä metalliseosta merkitään sen sisältämien metallien tunnuksilla. Tämän seoksen kaava on NiTi.

Nitinolihistoria

tämä aineisto on saanut nimensä aineosistaan ja löytöpaikastaan. Vuonna 1962 William J. Buehler ja Frederick Wang löysivät tämän metallin ainutlaatuiset ominaisuudet Naval Ordnance Laboratoryssa.

tämän metalliseoksen kaupallistaminen onnistui vasta vuosikymmen myöhemmin. Viivästyminen johtui pääasiassa materiaalin sulamisen, koneistamisen ja käsittelyn vaikeudesta.

Nitinoliominaisuudet

muotomuisti ja superelastisuus ovat tämän seoksen ainutlaatuisimmat ominaisuudet. Muotomuistiominaisuuden ansiosta tämä metalli voi ”muistaa” alkuperäisen muotonsa ja säilyttää sen kuumennettaessa yli muuntumislämpötilansa. Se tapahtuu nikkelin ja titaanin erilaisten kiderakenteiden vuoksi. Tämä pseudo-Elastinen metalli osoittaa myös uskomatonta elastisuutta, joka on noin 10-30 kertaa enemmän kuin mikään tavallinen metalli.

tässä on joitakin tämän seoksen Fysikaalisia ja mekaanisia perusominaisuuksia:

fysikaaliset ominaisuudet

ulkonäkö: kyseessä on kirkkaan hopeanhohtoinen metalli.

tiheys: tämän seoksen tiheys on 6,45 gm/ cm3

sulamispiste: sen sulamispiste on noin 1310 °C.

resistiivisyys: sen resistiivisyys on 82 ohm-cm korkeammissa lämpötiloissa ja 76 ohm-cm alemmissa lämpötiloissa.

lämmönjohtavuus: tämän metallin lämmönjohtavuus on 0,1 W/ cm-°C.

lämpökapasiteetti: sen lämpökapasiteetti on 0,077 cal/ gm-°C.

Latenttilämpö: tämän materiaalin latenttilämpö on 5,78 cal / gm.

magneettinen herkkyys: sen magneettinen herkkyys on 3,8 emu – gm korkeissa lämpötiloissa ja 2,5 matalissa lämpötiloissa.

mekaaniset ominaisuudet

Murtovetolujuus: tämän materiaalin murtovetolujuus vaihtelee välillä 754-960 MPa.

tyypillinen murtovenymä: 15,5 prosenttia

tyypillinen myötölujuus: 560 MPa korkeassa lämpötilassa; 100 MPa alhaisessa lämpötilassa

likimääräinen kimmokerroin: 75 GPA korkeassa lämpötilassa; 28 GPa matalassa lämpötilassa

likimääräinen Poissonin suhde: 0.3

Nitinolilaitteiden tekeminen

tämän materiaalin Kuumatyöskentely on suhteellisen helppoa kuin kylmätyöskentely. Tämän materiaalin valtava joustavuus vaikeuttaa kylmätyötä lisäämällä telakosketusta. Tämä johtaa äärimmäiseen työkalun kulumiseen ja kitkan kestävyyteen. Nämä syyt tekevät myös työstö tämän seoksen erittäin vaikeaa. Se, että tämä materiaali on huono lämmönjohtavuus ei auta tässä tarkoituksessa. Tällä metallilla on suhteellisen helppo suorittaa hionta -, laserleikkaus-ja Sähköpurkauskoneistus (EDM).

tämän materiaalin lämpökäsittely on hyvin kriittistä ja herkkää. Lämpökäsittely-kylmä työ yhdistelmä on tärkeä valvoa hyödyllisiä ominaisuuksia tämän metallin.

Nitinolilankoja

Nitinolia käytetään muotomuisti-toimilaitteen langan valmistamiseen, jota käytetään lukuisiin teollisiin tarkoituksiin. Tätä johtoa käytetään opaslangat, stylets ja oikomishoidon tiedostoja. Tämä lanka on ihanteellinen sovelluksiin, jotka vaativat suuria lastaus-ja purkutasapainoja sekä silmälasien kehyksiä ja matkapuhelinantenneja. Langan pääasialliset käyttötarkoitukset ovat kuitenkin stenteissä ja kivenhakukoreissa.

Nitinolistentti

tätä seosta käytetään endovaskulaaristen stenttien valmistukseen, jotka ovat erittäin hyödyllisiä erilaisten sydänsairauksien hoidossa. Sitä käytetään parantamaan verenkiertoa lisäämällä romahtanut nikkeli titaani stentti laskimoon ja kuumentamalla sitä. Näitä stenttejä käytetään myös ompeleiden korvikkeena.

Nitinolikorit

nikkeli-titaanilankakorit soveltuvat hyvin moniin lääketieteellisiin sovelluksiin, koska ne ovat joustavampia ja vähemmän kokoontaittuvia kuin monet muut metallit. Tämä kori väline on erittäin hyödyllinen sappirakon.

Nitinoli käyttää

Tässä muutamia Nitinolimetalliseoksen tärkeimpiä sovelluksia:

lääketieteelliset sovellukset

• tämä seos on erittäin hyödyllinen hammaslääketieteessä, erityisesti hampaisiin yhdistävien johtojen ja kannattimien oikomishoidossa. Sure Smile (eräänlainen henkselit) on esimerkki sen oikomishoidon sovellus.
• sitä käytetään myös endodontissa lähinnä juurikanavien puhdistamiseen ja muotoiluun.
• paksusuolen leikkauksessa sitä käytetään erilaisissa laitteissa suolen uudelleen yhdistämiseen patologian poiston jälkeen.
• Nitinolistentit ovat toinen merkittävä tämän metallin käyttökohde lääkkeissä.
• sen bioyhteensopivista ominaisuuksista on hyötyä ortopedisissä implanteissa.
• Nitinolilankoja voidaan käyttää rintakasvainten merkitsemiseen ja paikantamiseen.
• Nitinoliputkien käyttö erilaisiin lääketieteellisiin tarkoituksiin on yhä suositumpaa.

teollisuuskäytössä

• Nitinolilankoja käytetään demonstraatiotarkoituksiin valmistetuissa mallilämpömoottoreissa.
• tätä materiaalia käytetään lämpötilan säätelyssä. Sen muotoa muuttavia ominaisuuksia voidaan käyttää säätövastuksen tai lämpötilan säätöön tarkoitetun Kytkimen aktivointiin.
• tätä metallia käytetään usein mekaanisissa kellojousissa.
• sitä käytetään matkapuhelintekniikassa mikrofonipuomina tai sisäänvedettävänä antennina sen mekaanisen ja joustavan muistiluonteen vuoksi.
• Nitinolijousta käytetään eri teollisuudenaloilla tämän metallin superelastisten ominaisuuksien hyödyntämiseen.
• Nitinolilevyjä käytetään lävistykseen, meistämiseen ja syvävetoon.

muut käyttötarkoitukset

• sitä käytetään myös golfmailojen inserttinä muotoaan muuttavien kykyjensä vuoksi.
• se on suosittu valinta erittäin kestävien lasikehysten valmistukseen.
• Nitinolia käytetään taikanäytöksissä käytettävien itsensä taivuttavien lusikoiden valmistukseen.

Nitinolin saatavuus

Nikkelititaania on saatavilla eri muodoissa, kuten johdoissa, putkissa, levyissä ja jousissa. NDC on yksi johtavista tämän metalliseoksen valmistajista ja toimittajista. On kuitenkin olemassa monia muita toimittajia Nitinol johdot, putket, jouset jne. Eri muotoja tämän metallin ovat myös saatavilla verkossa kohtuulliseen hintaan.

Nitinoli luetaan hyödyllisimpiin metalliseoksiin, joilla on lukuisia teollisuuden ja lääketieteen sovelluksia. Se on usein paras valinta moniin sovelluksiin, jotka vaativat valtavasti liikettä ja joustavuutta. Tämä materiaali on kuitenkin osoittanut väsymyksen epäonnistumisen monissa vaativissa sovelluksissa. Asiantuntijat työskentelevät kovasti tämän metalliseoksen kestävyysrajojen määrittelemiseksi.