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Nitinolの金属の合金はさまざまな目的のために使用される最も有用な合金の一つです。 それは多くの重要な医療用途を持っています。

ニチノールとは何ですか？

それはある独特な特性が付いているニッケルチタニウムの金属の合金です。 ニッケルチタンとしても知られています。 この合金は超弾性または擬弾性および形状記憶特性を示す。 それはこの独特な金属が元の形を覚えることができ、圧力の下で大きい伸縮性を示すことを意味します。

Nitinol組成

この金属合金は、ニッケルとチタンで構成されています。 それはほぼ等しい原子の割合でこれら二つの元素を含んでいます。 ニッケルは知られているアレルゲンであり、また発癌物質の特性があるかもしれません。 この理由が原因でこの合金のニッケルの内容は医療産業の有用性についての大きい心配を上げました。

この合金を製造するためには、非常に厳しい組成制御が必要である。 この理由のために、この合金を調製することは非常に困難である。 チタンの異常な反応性は、その調製におけるもう一つの障害である。 現在、この目的のために2つの主要な溶融法が使用されています。:

• 真空アークの再溶解:この方法では、電気アークは水によって冷却される銅の殴打版と原料の間で打たれます。 水によって冷却される銅型はカーボン導入を防ぐために高真空で構成要素を溶かすために使用されます。
• 真空誘導溶融：原料は、交互磁場を用いて炭素るつぼ内で加熱される。 これはまた高真空で達成される; しかし、このプロセスでは炭素が導入される。

Picture1–Nitinol

ある方法の製品が他の方法よりも優れていることを示すかなりの量のデータはありません。 これらの両方の方法は、提供する異なる利点を有する。 誘導溶融法、プラズマアーク溶融法、電子ビーム溶融法のような他の方法もこの目的のためにブティックスケールで使用される。 物理的な気相成長プロセスは実験室でも使用されます。

Nitinol記号

この金属合金は、その構成金属の記号で表されます。 この合金のための方式はNiTiです。

Nitinol History

この物質は、その成分と発見地からその名前を得ました。 1962年、ウィリアム・J・ビューラー(William J.Buehler)とフレデリック・ワン(Frederick Wang)が海軍兵器研究所でこの金属のユニークな特性を初めて発見した。

この合金の商品化は10年後まで不可能でした。 この遅延は、主に材料の溶融、機械加工、加工の難しさによって引き起こされました。

Nitinolの特性

形の記憶および超弾性の特性はこの合金の最も独特な特性です。 形状記憶特性は、この金属がその元の形状を「記憶」し、その変態温度以上に加熱されたときにそれを保持することを可能にする。 これは、ニッケルとチタンの異なる結晶構造のために起こります。 この擬似弾性金属はまた、通常の金属の約10〜30倍の信じられないほどの弾性を示す。

この合金のいくつかの基本的な物理的および機械的特性は次のとおりです:

物理的性質

外観：これは明るい銀色の金属です。

密度:この合金の密度は6.45gm/cm3です

融点:その融点は1310°c.のまわりにあります

抵抗:それに高温で82ohm-cmおよび低温で76ohm-cmの抵抗があります。

熱伝導率:この金属の熱伝導率は0.1W/cm-°C.です。

熱容量:その熱容量は0.077cal/gm-°C.です。

潜熱:この材料に5.78cal/gmの潜熱があります。

磁化率:高温では3.8emu-gm、低温では2.5emu-gmである。

機械特性

最終的な引張強さ:この材料の最終的な引張強さは754と960MPaの間で及びます。

典型的な破断伸び：15.5％

典型的な降伏強度：高温で560MPa、低温で100MPa

おおよその弾性率：高温で75GPa、低温で28GPa

おおよそのポアソン比：0。3

ニチノールデバイスの製造

この材料の熱間加工は冷間加工よりも比較的容易である。 この材料の巨大な伸縮性はロール接触を高めることによって冷間加工を困難にさせる。 これは極度な用具の摩耗および摩擦抵抗で起因する。 これらの理由はまたこの合金の機械化を非常に困難にさせます。 この材料が熱伝導率が低いという事実は、この目的には役立たない。 この金属の粉砕、レーザーの切断および電気排出の機械化（EDM）を行うことは比較的容易です。

この材料の熱処理は非常に重要で繊細です。 熱処理-冷間加工の組み合わせは、この金属の有用な特性を制御するために重要である。

ニチノール線

ニチノールは、多くの産業用に使用される形状記憶アクチュエータ線の製造に使用されています。 このワイヤーはguidewires、styletsおよび歯科矯正学ファイルのために使用されます。 このワイヤーは高い負荷を要求し、プラトー圧力を荷を下す適用にとって理想的、また接眼レンズフレームおよび携帯電話のアンテナのためにである。 但し、このワイヤーの主な用途はステントおよび石造りの検索のバスケットにあります。

Nitinolのステント

この合金はさまざまな心臓病の処理に非常に有用であるendovascularステントを製造するために使用されます。 これは、崩壊したニッケルチタンステントを静脈に挿入し、それを加熱することによって血流を改善するために使用される。 これらのステントはまた縫合線の代理として使用されます。

Nitinolのバスケット

ニッケルのチタニウムワイヤーバスケットは他の多くの金属よりばねおよびより少なく折りたたみであるので多くの医学の適用のた このバスケットの器械は胆嚢のために非常に有用である。

Nitinolの使用

Nitinolの金属の合金の主要出願のいくつかはここにあります:

医学の適用

• この合金は歯を接続するワイヤーおよびブラケットのた 確かな笑顔（ブレースの種類）は、その歯科矯正アプリケーションの例です。
• それは根管をきれいにし、形づけるために根管の間にまたendodonticで主に使用されます。
• 大腸手術では、病理を除去した後に腸を再接続する目的で様々な装置に使用されています。
• Nitinolのステントは薬のこの金属のもう一つの重要な適用です。
• その生体適合性は整形外科のインプラントに有用にします。
• Nitinolワイヤーは胸の腫瘍に印を付け、見つけることに使用することができます。
• さまざまな医療目的のためのNitinolの管の使用は人気で増加しています。

工業用

• ニチノールワイヤーは、デモンストレーション目的で作られたモデル熱エンジンに使用されています。
• この材料は温度制御に使用されます。 その形の変更の特性は温度を制御するための可変的な抵抗器かスイッチを活動化させることに使用することができる。
• この金属は、機械式時計のスプリングによく使用されます。
• それは機械および適用範囲が広い記憶性質のために携帯電話の技術でマイクロフォンブームか引き込み式のアンテナとして使用されます。
• ニチノールばねは、この金属の超弾性特性を利用する目的で、様々な産業で使用されています。
• Nitinolシートは打ち抜き、押すことおよび深いデッサンのために使用されます。

その他の用途

• 形状変更能力のためのゴルフクラブのインサートとしても使用されます。
• それは非常に弾力性のあるガラスフレームを作るための普及した選択です。
• Nitinolはマジックショーで使用される自己曲げスプーンを作るために使用されます。

Nitinol可用性

ニッケルチタンは、ワイヤ、チューブ、シート、スプリングなど、さまざまな形で利用可能です。 NDCは、この金属合金の大手メーカーとサプライヤーの1つです。 但し、Nitinolワイヤー、管、ばね等の他の多くの製造者があります。 この金属の異なった形態は適正価格でオンラインでまた利用できる。

Nitinolは多数の産業および医学の適用の最も有用な金属の合金間で数えられます。 それは頻繁に巨大な動きおよび柔軟性を要求する多くの適用のための最もよい選択です。 しかし、この材料は多くの要求の厳しい用途で疲労破壊を示しています。 専門家は、この金属合金の耐久性の限界を定義する目的で懸命に働いています。