uczeń chemii

Stop Metali Nitinol jest jednym z najbardziej użytecznych stopów stosowanych do różnych celów. Ma wiele ważnych zastosowań medycznych.

co to jest Nitinol?

jest to stop metali niklowo – tytanowych o wyjątkowych właściwościach. Jest również znany jako niklowo-Tytanowy. Stop ten wykazuje superelastyczność lub pseudoelastyczność i właściwości pamięci kształtu. Oznacza to, że ten wyjątkowy metal może zapamiętać swój pierwotny kształt i wykazuje dużą elastyczność pod wpływem stresu.

skład nitinolu

ten stop metalu składa się z niklu i tytanu. Zawiera te dwa elementy w przybliżeniu równe procentom atomowym. Nikiel jest znanym alergenem i może mieć również właściwości rakotwórcze. Z tego powodu zawartość niklu w tym stopie wzbudziła duże obawy co do jego przydatności w przemyśle medycznym.

produkcja nitinolu

do wytworzenia tego stopu wymagana jest bardzo ścisła kontrola składu. Z tego powodu przygotowanie tego stopu jest bardzo trudne. Niezwykła reaktywność tytanu jest kolejną przeszkodą w jego przygotowaniu. Obecnie stosuje się do tego celu dwie podstawowe metody topienia:

• przetapianie łukiem próżniowym: w tej metodzie łuk elektryczny jest uderzany między chłodzoną wodą miedzianą płytką uderzeniową a surowcami. Chłodzona wodą forma miedziana służy do topienia składników w wysokiej próżni, aby zapobiec wprowadzeniu węgla.
• próżniowe topienie indukcyjne: surowce są podgrzewane w tyglu węglowym przy użyciu zmiennych pól magnetycznych. Osiąga się to również w wysokiej próżni; w procesie tym wprowadza się jednak węgiel.

Zdjęcie 1-Nitinol

nie ma znacznych ilości danych pokazujących, że produkt jednej metody jest lepszy od drugiej. Obie te metody mają różne zalety do zaoferowania. W tym celu stosuje się również inne metody, takie jak indukcyjne topienie czaszki, topienie łuku plazmowego i topienie wiązki elektronicznej. Fizyczny proces osadzania z fazy gazowej jest również stosowany w laboratoriach.

Symbol nitinolu

ten stop metalu jest oznaczony symbolami metali składowych. Wzór dla tego stopu to NiTi.

Historia nitinolu

materiał ten wywodzi swoją nazwę od jego składników i miejsca odkrycia. W 1962 roku William J. Buehler i Frederick Wang po raz pierwszy odkryli unikalne właściwości tego metalu w Naval Ordnance Laboratory.

komercjalizacja tego stopu była możliwa dopiero dziesięć lat później. Opóźnienie to spowodowane było głównie trudnością topienia, obróbki i obróbki materiału.

właściwości nitinolu

pamięć kształtu i właściwości superelastyczne są najbardziej unikalnymi właściwościami tego stopu. Właściwość shape memory pozwala temu metalowi „zapamiętać” jego pierwotny kształt i zachować go po podgrzaniu powyżej temperatury transformacji. Dzieje się tak ze względu na różne struktury krystaliczne niklu i tytanu. Ten pseudo-elastyczny metal wykazuje również niesamowitą elastyczność, która jest około 10 do 30 razy większa niż w przypadku jakiegokolwiek zwykłego metalu.

oto kilka podstawowych właściwości fizycznych i mechanicznych tego stopu:

Właściwości fizyczne

wygląd: jest to jasny srebrzysty metal.

gęstość: gęstość tego stopu wynosi 6,45 gm / cm3

Temperatura topnienia: jego temperatura topnienia wynosi około 1310 °C.

Rezystywność: ma Rezystywność 82 ohm-cm w wyższych temperaturach i 76 ohm-cm w niższych temperaturach.

przewodność cieplna: przewodność cieplna tego metalu wynosi 0,1 W/ cm-°C.

pojemność cieplna: jej pojemność cieplna wynosi 0,077 cal/ gm-°C.

ciepło utajone: materiał ten ma ciepło utajone 5,78 cal/ gm.

podatność magnetyczna: jej podatność magnetyczna wynosi 3,8 GM w wysokich temperaturach i 2,5 GM w niskich temperaturach.

właściwości mechaniczne

wytrzymałość na rozciąganie: wytrzymałość na rozciąganie tego materiału wynosi od 754 do 960 MPa.

typowe wydłużenie do złamania: 15,5 procent

typowa Granica plastyczności: 560 MPa w wysokiej temperaturze; 100 MPa w niskiej temperaturze

przybliżony moduł sprężystości: 75 GPa w wysokiej temperaturze; 28 GPa w niskiej temperaturze

przybliżony stosunek Poissona: 0.3

wykonywanie urządzeń nitinolowych

obróbka na gorąco tego materiału jest stosunkowo łatwa niż obróbka na zimno. Ogromna elastyczność tego materiału utrudnia obróbkę na zimno poprzez zwiększenie kontaktu z rolką. Skutkuje to ekstremalnym zużyciem narzędzia i odpornością na tarcie. Powody te również sprawiają, że obróbka tego stopu jest niezwykle trudna. Fakt, że materiał ten ma słabą przewodność cieplną, nie pomaga w tym celu. Stosunkowo łatwo jest wykonać szlifowanie, cięcie laserowe i obróbkę elektroerozyjną (EDM) tego metalu.

obróbka cieplna tego materiału jest bardzo krytyczna i delikatna. Połączenie obróbki cieplnej i obróbki na zimno jest ważne dla kontrolowania użytecznych właściwości tego metalu.

druty Nitinolowe

Nitinol służy do wytwarzania drutu siłownika z pamięcią kształtu stosowanego w wielu celach przemysłowych. Ten drut jest używany do prowadnic, styli i pilników ortodontycznych. Ten drut jest idealny do zastosowań wymagających wysokiego obciążenia płaskowyżowego załadunku i rozładunku, a także do ramek okularów i anten telefonów komórkowych. Jednak główne zastosowania tego drutu są w stentach i koszach wydobywczych kamienia.

stent Nitinol

stop ten jest używany do produkcji stentów wewnątrznaczyniowych, które są bardzo przydatne w leczeniu różnych chorób serca. Stosuje się go w celu poprawy przepływu krwi poprzez wprowadzenie zwiniętego stentu niklowo-tytanowego do żyły i podgrzanie go. Stenty te są również stosowane jako substytut szwów.

Koszyk Nitinol

kosze z drutu niklowo-tytanowego nadają się do wielu zastosowań medycznych, ponieważ są sprężyste i mniej składane niż wiele innych metali. Ten przyrząd kosz jest bardzo przydatne dla pęcherzyka żółciowego.

Nitinol wykorzystuje

oto niektóre z głównych zastosowań Stopu Metalu Nitinol:

zastosowania medyczne

• ten Stop jest bardzo przydatny w stomatologii, zwłaszcza w ortodoncji do przewodów i wsporników łączących zęby. Sure Smile (Rodzaj aparatu ortodontycznego) jest przykładem jego ortodontycznego zastosowania.
• jest również stosowany w endodoncji głównie podczas kanałów korzeniowych do czyszczenia i kształtowania kanałów korzeniowych.
• w chirurgii jelita grubego stosuje się go w różnych urządzeniach w celu ponownego połączenia jelita po usunięciu patologii.
• stenty Nitinolowe są kolejnym znaczącym zastosowaniem tego metalu w lekach.
• jego biokompatybilne właściwości są przydatne w implantach ortopedycznych.
• druty Nitinolowe mogą być używane do znakowania i lokalizowania guzów piersi.
• coraz większą popularnością cieszą się rurki Nitinolowe do różnych celów medycznych.

zastosowania przemysłowe

• przewody Nitinolowe są stosowane w modelach silników cieplnych wykonanych w celach demonstracyjnych.
• ten materiał jest używany w regulatorach temperatury. Jego właściwości zmieniające kształt mogą być wykorzystane do aktywacji rezystora zmiennego lub przełącznika do sterowania temperaturą.
• ten metal jest często używany w mechanicznych sprężynach zegarkowych.
• jest używany jako wysięgnik mikrofonu lub wysuwana antena w technologii telefonów komórkowych ze względu na mechaniczny i elastyczny charakter pamięci.
• sprężyna Nitinolowa jest stosowana w różnych gałęziach przemysłu w celu wykorzystania superelastycznych właściwości tego metalu.
• arkusze Nitinolowe są używane do wykrawania, tłoczenia i głębokiego tłoczenia.

inne zastosowania

• jest również używany jako wkładka do kijów golfowych ze względu na swoje możliwości zmiany kształtu.
• jest to popularny wybór do wykonywania niezwykle wytrzymałych RAM szklanych.
• Nitinol jest używany do wyrobu samonastawnych łyżek używanych w pokazach magicznych.

Nitinol dostępność

nikiel tytan jest dostępny w różnych formach, w tym drutów, rur, arkuszy i sprężyn. NDC jest jednym z wiodących producentów i dostawców tego stopu metalu. Istnieje jednak wielu innych dostawców drutów nitinolowych, rurek, sprężyn itp. Różne formy tego metalu są również dostępne online w rozsądnych cenach.

Nitinol należy do najbardziej użytecznych stopów metali o wielu zastosowaniach przemysłowych i medycznych. Często jest to najlepszy wybór dla wielu zastosowań, które wymagają ogromnego ruchu i elastyczności. Jednak materiał ten wykazał zmęczenie w wielu wymagających zastosowaniach. Eksperci ciężko pracują nad określeniem granic wytrzymałości tego stopu metalu.