aprendiz de Química

liga metálica Nitinol é uma das ligas mais úteis utilizadas para vários fins. Tem inúmeras aplicações médicas importantes.

o que é o Nitinol?É uma liga metálica de níquel-titânio com algumas propriedades únicas. É também conhecido como níquel titânio. Esta liga exibe a superelasticidade ou pseudoelasticidade e as propriedades da memória de forma. Significa que este metal único pode recordar a sua forma original e mostra grande elasticidade sob stress.

composição de Nitinol

esta liga metálica é composta por níquel e titânio. Ele contém estes dois elementos em percentagens atômicas aproximadamente iguais. O níquel é um alergénio conhecido e pode também ter propriedades cancerígenas. Devido a esta razão, o teor de níquel desta liga tem levantado grandes preocupações sobre a sua utilidade na indústria médica.

produção de Nitinol

controle de composição extremamente apertado é necessário para fazer esta liga. Devido a esta razão é muito difícil de preparar esta liga. A extraordinária reactividade do titânio é outro obstáculo na sua preparação. Actualmente, são utilizados dois métodos primários de fusão para este efeito.:

• Remelagem de Arco de vácuo: neste método, um arco elétrico é atingido entre uma placa de aço de cobre arrefecido a água e as matérias-primas. Mofo de cobre resfriado a água é usado para derreter os constituintes em alto vácuo para evitar a introdução de carbono.Fusão Por Indução a vácuo :As matérias-primas são aquecidas num cadinho de carbono utilizando campos magnéticos alternados. Isto também é realizado em alto vácuo; no entanto, o carbono é introduzido neste processo.

Figura 1 – Nitinol

não Há uma quantidade considerável de dados mostrando o produto de um método para ser melhor que o outro. Ambos os métodos têm vantagens diferentes a oferecer. Outros métodos como fusão de crânio de indução, fusão de arco de plasma e fusão de feixe-e também são usados para este propósito em uma escala boutique. O processo físico de deposição de vapor também é usado em laboratórios.

símbolo de Nitinol

esta liga metálica é denotada pelos símbolos dos seus metais constituintes. A fórmula para esta liga é NiTi.

Nitinol History

this material derived its name from its constituents and its place of discovery. Em 1962, William J. Buehler e Frederick Wang descobriram pela primeira vez as propriedades únicas deste metal no Laboratório de artilharia Naval.

a comercialização desta liga não foi possível até uma década depois. Este atraso foi causado principalmente pela dificuldade de fusão, usinagem e processamento do material.

propriedades Nitinol

as propriedades de memória de forma e de superelasticidade são as propriedades mais únicas desta liga. A propriedade de memória forma permite que este metal “se lembre” de sua forma original e mantê-lo quando aquecido acima de sua transformação-temperatura. Acontece devido às diferentes estruturas de cristal de níquel e titânio. Este metal pseudo-elástico também mostra incrível elasticidade, que é aproximadamente 10 a 30 vezes mais do que qualquer metal comum.

Aqui estão algumas propriedades físicas e mecânicas básicas desta liga:

propriedades físicas

aparência: este é um metal prateado brilhante.

Densidade: A densidade desta liga é 6.45 gm/ cm3

Ponto de Fusão: o Seu ponto de fusão é de cerca de 1310 °C.

Resistividade: Ela tem uma resistividade de 82 ohm-cm em temperaturas altas e 76 ohm-cm em temperaturas mais baixas.

Condutividade Térmica: A condutividade térmica do metal é de 0,1 W/ cm°C.

Capacidade de Calor: Sua capacidade de calor é 0.077 cal/ gm-°C.

Calor Latente: este material tem um calor latente de 5.78 cal/ gm.

susceptibilidade magnética: a sua susceptibilidade magnética é de 3, 8 emu-gm em altas temperaturas e de 2, 5 em baixas temperaturas.

propriedades mecânicas

resistência à ruptura à tracção: a resistência à ruptura à tracção deste material varia entre 754 e 960 MPa.

Típica Alongamento à Fratura: 15,5%

Típica Força de Rendimento: 560 MPa em alta temperatura; 100 MPa em baixa temperatura

Aproximado do Módulo de elasticidade: 75 GPa em alta temperatura; 28 GPa em baixa temperatura

Aproximada Poisson Razão: 0.3

fazer dispositivos Nitinol

trabalhar a quente deste material é relativamente fácil do que trabalhar a frio. A enorme elasticidade deste material dificulta o trabalho a frio, aumentando o contacto com os rolos. Isso resulta em extremo desgaste de ferramentas e resistência friccional. Estas razões também tornam a usinagem desta liga extremamente difícil. O fato de que este material tem baixa condutividade térmica não ajuda neste propósito. É relativamente fácil realizar operações de trituração, corte a laser e usinagem de descarga elétrica (EDM) neste metal.

o tratamento térmico deste material é muito crítico e delicado. A combinação de tratamento térmico – trabalho a frio é importante para controlar as propriedades úteis deste metal.

fios Nitinol

Nitinol is used for making shape-memory actuator wire used for numerous industrial purposes. Este fio é usado para fios-guia, estiletes e arquivos ortodônticos. Este fio é ideal para aplicações que exigem alta carga e descarga de patamar-stresses, bem como para armações de óculos e antenas de telefone celular. No entanto, os principais usos deste fio são em stents e cestos de recuperação de pedra.

Nitinol Stent

esta liga é utilizada para o fabrico de endopróteses Endovasculares que são altamente úteis no tratamento de várias doenças cardíacas. É usado para melhorar o fluxo sanguíneo inserindo um stent de níquel titânio colapsado em uma veia e aquecendo-a. Estes stents também são usados como um substituto para suturas.

Cesta de Nitinol

cestas de fio de níquel titânio são adequadas para muitas aplicações médicas, pois é mais molar e menos flexíveis do que muitos outros metais. Este instrumento de cesta é altamente útil para a vesícula biliar.

Nitinol Usa

Aqui estão algumas das principais aplicações de Nitinol liga de metal:

Aplicações Médicas

• Esta liga é muito útil na odontologia, especialmente na ortodontia para fios e suportes que ligam os dentes. Certo sorriso (um tipo de aparelho) é um exemplo de sua aplicação ortodôntica.
• também é usado em endodontic principalmente durante canais de raiz para limpeza e formação dos canais de raiz.
• na cirurgia colorectal, é usado em vários dispositivos com o propósito de reconectar o intestino após a patologia ser removida.
• os endopróteses Nitinol são outra aplicação significativa deste metal em medicamentos.
• as suas propriedades biocompatíveis tornam-se úteis nos implantes ortopédicos.Os fios de Nitinol podem ser usados para marcar e localizar tumores mamários.
• o uso de tubagem Nitinol para vários fins médicos está aumentando em popularidade.

utilizações industriais

• fios de Nitinol são utilizados em modelos de motores térmicos feitos para fins de demonstração.
• este material é utilizado nos controlos de temperatura. Suas propriedades de mudança de forma podem ser usadas para ativar um resistor variável ou um interruptor para controlar a temperatura.
• este metal é frequentemente utilizado em molas mecânicas para Relógios.É usado como microfone ou antena retrátil na tecnologia de telefones celulares por sua natureza mecânica e flexível de memória.
• nitinol spring is used in various industries for the purpose of utilizing the superelastic properties of this metal.
• Nitinol sheets are used for punching, stamping and deep drawing.

outros usos

• é também usado como uma inserção para tacos de golfe por suas habilidades de mudança de forma.
• é uma escolha popular para fazer molduras de vidro extremamente resilientes.Nitinol is used for making self-flexing spoons used in magic shows.

Nitinol Disponibilidade

Níquel-titânio, está disponível em várias formas, incluindo cabos, tubos, folhas e molas. A NDC é um dos principais fabricantes e fornecedores desta liga metálica. No entanto, existem muitos outros fornecedores de fios de Nitinol, tubos, molas, etc. Diferentes formas deste metal também estão disponíveis on-line a preços razoáveis.

Nitinol é contado entre as ligas metálicas mais úteis com inúmeras aplicações industriais e médicas. É muitas vezes a melhor escolha para muitas aplicações que exigem enorme movimento e flexibilidade. No entanto, este material tem mostrado falha de fadiga em muitas aplicações exigentes. Especialistas estão trabalhando duro para a finalidade de definir os limites de durabilidade desta liga metálica.