热激活镍钛弓丝说明书 - 深圳市速航科技发展有限公司

热激活镍钛弓丝说明书

一、制造材料：镍钛二元合金

该合金具有优良的超弹性和形状记忆功能，耐腐蚀，生物相容性好。

二、规格型号：弓形：卵圆形；尖圆形；方圆形。

圆丝0.012＂、0.014＂、0.016＂、0.018＂、0.020＂、0.022＂

方丝0.016＂×0.016＂、0.016＂×0.022＂、0.017＂×0.022＂、0.018＂×0.022＂、0.017＂×0.025＂、

0.018＂×0.025＂、0.019＂×0.025＂、0.021＂×0.025＂

以上弓丝均分为上颚、下颚。每袋包装5支。

三、热激活原理：热激活弓丝相变温度：动作开始温度（AS）----22℃±2℃；

动作结束温度(Af)：32℃±2℃.

热激活镍钛弓丝在AS温度下弹性丧失，在Af温度上弹性恢复。

四、热激活特点：

１．在室温下具延展性，弯曲自如，便于结扎，降低了插入托槽所需的时间，有益复杂的临床治疗和敏感患者。

２．在口腔温度环境中呈现良好的超弹性，依靠出色的预成弓形和持久的弹性恢复力，高效地排齐、整平牙列。

３．当热激活弓丝受到体温作用时会逐渐增加力值，这种缓慢增加的力不会给患者造成不适感。也不会给托槽施加过大的力，其最终产生的力小于同型号超弹性镍钛弓丝，所以不容易造成支抗丧失。

五、正畸专家建议：

１．成人错颌患者、特殊敏感患者、牙体错位扭转严重患者优先考虑使用热激活镍钛弓丝。

２．早期排齐建议以0.016＂作为起始弓丝。

３．既排齐又要控根的患者可用0.016×0.022的热激活方丝。

４．由于热激活弓丝形变范围大，可以减少弓丝的调整次数，减少复诊时间，避免托槽脱落及公司断裂。

热激活镍钛丝的一些相关知识

热激活镍钛丝的一些相关知识 用以描述镍钛丝硬度主要有两个方面,马氏体状态是指弓丝最软,弯曲程度最高的状态。奥氏体状态是指弓丝最硬的状态。这均是室温下弓丝的状态。马氏体状态的弓丝在受到热时候会发生明显的变化，转变为奥氏体状态，称之热激活。尽管奥氏体状态的弓丝也会发生类似的变化，但变化程度较小，几乎不可察觉。 马氏体状态的弓丝较奥氏体状态的弓丝弹性好得多，也就是在变形之后具有强的恢复到初始形态的能力，而且不容易被折断；而奥氏体状态的弓丝产生的力量高于马氏体状态的弓丝的42%，但是，马氏体状态的弓丝释放的力量更加持久恒定。 两种弓丝的弹性形变能力类似，但马氏状态的弓丝在室温时可以发生暂时性形变，在口腔温度环境时可以恢复到初始形态，因此，大大提高了它形变的实际范围。 热激活弓丝是早期治疗阶段的理想选择，由于其实际形变范围广，而且力量柔和持久，因此适用于作为初始弓丝。理论上讲，它可以在严重错位牙的托槽内完全就位。圆丝和矩形丝均可以作为初始弓丝。 热激活镍钛丝的优点： 1患者痛苦少：这源于逐渐增加的力值及最终的轻力，受控的热活性可防止在进食热饮或者热食物时力值突然增加，患者可通过喝冷水来缓解过大的力值。

2托槽脱落及陶瓷托槽破裂少：这是由于作用力逐渐增加的轻力。这种弓丝对于陶瓷托槽十分理想。弓丝在低温状态下可以保持其马氏体状态，这有助于进一步减小初始力值，使弓丝的放置容易。3弓丝断裂少：由于其较奥氏体状态的弓丝柔软，因此在受力后不易折断。 4椅旁工作时间减少：由于其形变范围大，可以减少调整次数和弓丝的更换次数。 5治疗时间缩短：初步研究表明，早期的转矩控制及轻而持续力的使用可以缩短总的治疗时间，在直丝弓托槽上早期使用矩形丝可以使牙齿直接向理想的位置移动。 缺点： 不能有效地维护牙弓形态，最好不要用于关闭间隙，因为弹力圈及螺簧的力量会使弓丝变形，牙齿倾斜。另外，尽管热激活镍钛丝能缩短椅旁工作时间，但移动牙齿的时间要长，医生应耐心等待弓丝充分的发挥作用。

镍钛弓丝的弯制与加热定型

镍钛矫正弓丝的弯制与加热定形 文章来源： 2006-7-28 16:32:49 镍钛矫正弓丝的弯制与加热定形 临床口腔医学杂志 1999年第3期第15卷临床研究 作者：姚森秦葵庆林朝朗 单位：姚森、林朝朗361003厦门，解放军174医院口腔正畸中心；秦葵庆北京有色金属研究 总院二○二研究室 关键词：镍钛丝；弯制；热处理 提要目的提出一种弯制镍钛丝的方法，以期对这种高弹性形状记忆钢丝重新定形、加弯制司匹氏曲度及多种微小弯曲。方法利用点焊-加热三用机的加热装置配合热处理钳等，对镍钛丝进行通电加热，从而达到弯制后定形的目的。结论当给镍钛丝加上比A f点高60℃以上的温度时，则相变引起的形状恢复应力超过丝材本身的屈服应力，合金形状记忆特性被部分影响。利用该方法可再次确定镍钛丝的形状，对提高矫治疗效极其有利。 Bending and Heat-molding of Ni-Ti Orthodontic Wires Yao Sen, et al. Center of Orthodontics, 174 Hospital of PLA, Xiamen 361003, Abstract objective Aim of this paper is to introduce a bending method for Ni-Ti orthodontic wire, in roder to remold, put Spee’s curves and other micro-bends to this super-elasticity and shape memory alloy wire.Method To electrify-heat the Ni-Ti wire. with a Heat Treat Device and two Pliers which connected to the Device, in order to bend and remold the Ni-Ti wire.Conclusion When the Ni-Ti wire was heated over 60℃ than point A f, the shape recovery stress caused by the transformation is larger than the bend stress of alloy wire itself, and shape memory characteristic of the alloy was affected partly, so the Ni-Ti wire shape can be changed by the method, this will be useful to satisfying orthodontic results. Key words Ni-Ti wrie Bend Heat treatment

超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材-编制说明

《超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材》 编制说明（征求意见稿） 一、 工作简况 1.1本标准项目涉及的产品简况： 本标准针对适用于眼镜架、矫形丝、导引丝、通信天 线等用途的超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材产品的化学成分、 尺寸、弯曲度、超弹性性 能、力学性能、高低倍组织、表面质量等技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运 输、贮存等进行了规定。 目前国内钛镍合金生产已具有一定的规模，但与国际相关生产技术相比仍存在差距。在 钛镍合金的熔炼技术方面，美国、日本已走在了世界的前列，例如美国 WahCha ng 公司可以 生产单锭重量达3吨的钛镍合金铸锭。国内一般采用25kg 或50kg 真空中频感应炉生产铸锭， 存在的问题是铸锭规格小、效率低、杂质含量高，产品的成品率仅为 50%左右，不适合规模 化生产。 国外钛镍合金生产广泛采用将大规格铸锭通过挤压方法生产棒坯料， 然后再轧制拉拔成 棒丝材的工艺，其先进的生产线主要是采用了连续式高速轧机， 精轧采用三辊、四辊定径轧 机等，生产线产能较大，但设备复杂，投资较大。 我国钛镍合金棒丝材普遍采用与普通钛合 金相似的加工工艺，即铸锭锻造开坯后轧制、旋锻、拉拔的工艺，生产规模普遍较小，经济 效益低，产品质量和精度与国际先进水平有较大差距，缺乏竞争力。 产品生产工艺路线如下图所示： 图1超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材生产工艺流程图 1.2任务来源：根据国标委发［2018］60号20192049-T-610，由西安思维金属材料有限公 司、有研亿金新材料股份有限公司、有研医疗器械（北京）有限公司承担国家标准《超弹性 钛镍形状记忆合金棒材和丝材》的编制工作，计划完成年限为 2019年。 1.3标准项目申报单位简况： 西安思维金属材料有限公司于 2012年注册成立，主营业务 为钛镍材料和钛及钛合金丝材及深加工产品的研发、 生产和销售，主导产品为钛镍合金棒材、 丝材、板材及航空航天和工程用钛合金棒丝材两大类产品。公司 2013年经认证成为“陕西 省和西安市民营科技企业”、“西安市高新技术企业”， 2014年经认定为“陕西省中小企 业创新研发中心”； 2015年被认定为国家“高新技术企业”； 2018年被认定为西安市 TOP100企业及“陕西省科技型中小企业” ；并已通过 ISO 9001-2008、ISO14001-2004 及 GB/T28001-2011管理体系认证。公司目前在研科研项目 15余项，其中获得国家、省、市政 府支持的项目 10 余项，获得 2017 年陕西省科技进步三等奖， 西安市科技进步一等奖。 公司 2012 年至今起草制定国家标准、有色金属行业标准 10 余项。公司依托西北有色金属研究院 电热张力矫直 ［表面磨削 —? 「表面氧化处理 ----------- ? 拉 丝 成品矫直 扒皮，切冒口 棒、丝坯旋锻 性能检测 入库

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热激活镍钛弓丝说明书 一、制造材料：镍钛二元合金 该合金具有优良的超弹性和形状记忆功能，耐腐蚀，生物相容性好。 二、规格型号：弓形：卵圆形；尖圆形；方圆形。 圆丝0.012＂、0.014＂、0.016＂、0.018＂、0.020＂、0.022＂ 方丝0.016＂×0.016＂、0.016＂×0.022＂、0.017＂×0.022＂、0.018＂×0.022＂、0.017＂×0.025＂、 0.018＂×0.025＂、0.019＂×0.025＂、0.021＂×0.025＂ 以上弓丝均分为上颚、下颚。每袋包装5支。 三、热激活原理：热激活弓丝相变温度：动作开始温度（AS）----22℃±2℃； 动作结束温度(Af)：32℃±2℃. 热激活镍钛弓丝在AS温度下弹性丧失，在Af温度上弹性恢复。 四、热激活特点： １．在室温下具延展性，弯曲自如，便于结扎，降低了插入托槽所需的时间，有益复杂的临床治疗和敏感患者。 ２．在口腔温度环境中呈现良好的超弹性，依靠出色的预成弓形和持久的弹性恢复力，高效地排齐、整平牙列。 ３．当热激活弓丝受到体温作用时会逐渐增加力值，这种缓慢增加的力不会给患者造成不适感。也不会给托槽施加过大的力，其最终产生的力小于同型号超弹性镍钛弓丝，所以不容易造成支抗丧失。 五、正畸专家建议： １．成人错颌患者、特殊敏感患者、牙体错位扭转严重患者优先考虑使用热激活镍钛弓丝。 ２．早期排齐建议以0.016＂作为起始弓丝。 ３．既排齐又要控根的患者可用0.016×0.022的热激活方丝。 ４．由于热激活弓丝形变范围大，可以减少弓丝的调整次数，减少复诊时间，避免托槽脱落及公司断裂。

镍钛合金弓丝机械性能的研究进展

牙科设备镍钛合金弓丝机械性能 1 镍钛合金弓丝及其机械性能 牙科设备镍钛合金弓丝自20 世纪70 年代由Andreasen等[1- 2]引入正畸临床以来，以其能释放出较为持续、柔和的矫治力受到临床正畸医生的推崇。镍钛合金弓丝在正畸临床应用大致经历了以下3 个主要的发展阶段。 第1 代，普通镍钛合金弓丝时代，由Andreasen引入正畸临床。其相变温度（austenite finaltemperature，Af）高于口腔正常温度（37 ℃），在临床使用过程中不会发生相变，不表现出超弹性与形状记忆功能。因其形变释放的力偏大，力值衰减较快且不易弯曲成形，其临床使用受到限制。 第2 代，超弹性镍钛合金弓丝时代，诞生于20 世纪80 年。超弹性镍钛合金弓丝在应力作用下会发生相变且具有超弹性（又称拟弹性），其释放的力值较第1 代更柔和，也更持久。因其相变温度Af 远低于人体温度，故在口腔正常温度下此类镍钛弓丝不会发生相变，不能在临床应用中表达形状记忆功能。第2 代超弹性镍钛合金弓丝目前仍在临床广泛使用。 第3 代，诞生于20 世纪90 年代，是具有真正形状记忆功能的镍钛弓丝，又称作第3 代温控型镍钛合金弓丝和热激活型镍钛合金。该类弓丝刚性低、回弹性好，其相变温度Af 在35 ℃左右，可在正常口腔温度内发生相变，从而表现出超弹性和临床所需要的形状记忆功能。 2 温度对牙科设备镍钛合金弓丝机械性能的影响 人的口腔温度受体温、外界温度、口腔呼吸、摄入食物、吸烟、开闭口等因素的影响[3]，并非恒定不变。有学者发现，口腔温度的波动对正畸弓丝，尤其是具有温度敏感性的镍钛丝的机械性能会产生影响。Iijima等[4]在23、37、60 ℃的恒定温度条件下检测超弹性镍钛合金方丝与温控型镍钛合金方丝的机械性能后发现，根据克劳修斯- 克拉佩隆（Clausius- Clapayron）模式，随温度的升高，镍钛合金弓丝诱导马氏体相变所需的临界应力增大；在温度由37 ℃上升至60 ℃再降回至37 ℃状态下时，以上镍钛合金弓丝在最后37 ℃的力值较最初37 ℃的力值大0.530～1.039 N。他们认为，这与加热或降温时镍钛合金相变过程中发生位错现象所导致的弓丝相变温度改变有关。Mullins等[5]在研究温度变化状态下温控型镍钛合金方丝机械性能时发现：在5 ℃加载、37 ℃卸载复合检测时，弓丝表现出在5 ℃单独加、卸载时的加载行为和在37 ℃单独加、卸载时的卸载行为，但所有测得的力值均小于5 ℃和37 ℃单独检测所获的试验结果。 镍钛合金弓丝能够表现出超弹性，是因为相变过程中产生了应力诱导的马氏体。这种马氏体相变与温度和加载应力密切相关，只有在弓丝相变温度与马氏体能存在的最高温度这一温度区间内，加载应力与弓丝才能产生应力诱导的马氏体，弓丝才能表现出超弹性。因此，镍钛合金弓丝的工作温度与其Af 之间的差值会影响此类弓丝力学性能。Meling等[6]的研究证实，相对于Af 为27 ℃和40 ℃的Cu- Ni- Ti 合金而言，Af 为35 ℃的Cu- Ni- Ti 合金弓丝具有更好的温度敏感性。 ——地狗齿科材料设备网

口腔正畸用镍钛器材产品技术要求youyan

口腔正畸用镍钛器材 适用范围：产品用于口腔正畸的治疗。 1.1 按临床矫治功能分类可分为：正畸丝与正畸弹簧； 1.2 正畸丝按形态可分为：牙弓丝与圆丝； 1.3 牙弓丝按性能可分为：普通型、记忆型、摇椅型； 1.4 牙弓丝按截面形态可分为：圆弓与方弓； 1.5 正畸弹簧按形态可分为：推簧与拉簧； 1.6 本技术要求中涉及到的牙弓丝和圆丝属于II型正畸丝； 1.7 产品型号规格：见附录A。 2.1 化学成分：口腔正畸用镍钛器材由记忆合金丝制成，其化学成分应符合表1的规定。 表1 化学成分 主要成分(wt%) 杂质(wt%) Ni Ti O C 55.2～56.2 余量≤0.10 ≤0.10 2.2 力学性能 2.2.1牙弓丝丝材的力学性能应符合表2的规定。 表2 牙弓丝丝材的力学性能 类型抗拉强度(MPa）抗900单向连续弯曲次数 普通型≥1000 ≥10次 记忆型≥900 ≥10次 摇椅型≥1000 ≥10次 2.2.2拉簧的力学性能 当拉簧为10mm长，拉伸25mm时，拉力为1.5N～3.5N。 2.2.3牙弓丝的弯曲力：应符合表3的规定。 表3 牙弓丝的弯曲力 挠度（mm） 3.0 2.0 1.0 0.5 弯曲力（N）≥0.5 ≥0.4 ≥0.4 ≥0.15 2.3 规格尺寸

2.3.1 圆弓牙弓丝及圆丝的规格尺寸及公差应符合表4的规定。 表4 圆弓牙弓丝的规格尺寸及公差 规格直径 mm，允许偏差±0.01mm 0.012※0.31 0.014 0.36 0.016 0.41 0.018 0.46 0.020 0.51 ※记忆型和摇椅型牙弓丝无此规格。 2.3.2 方弓牙弓丝的规格尺寸及公差应符合表5的规定。 表5 方弓牙弓丝的规格尺寸及公差 规格截面尺寸 mm×mm，允许偏差±0.01mm 0.016×0.016※0.41×0.41 0.016×0.022 0.41×0.56 0.017×0.022 0.43×0.56 0.017×0.025 0.43×0.64 0.018×0.018 0.46×0.46 0.018×0.022 0.46×0.56 0.018×0.025 0.46×0.64 0.019×0.025 0.48×0.64 0.021×0.025 0.53×0.64 ※摇椅型牙弓丝无此规格。 2.3.3 拉簧的规格尺寸及公差应符合表6的规定。 表6 拉簧的规格尺寸及公差 规格丝材直径d，mm， 允许偏差±0.01mm 弹簧外径D，mm， 允许偏差±0.1mm 弹簧长度※，mm， 允许偏差±1.0mm 0.010 0.25 1.3 10 0.012 0.30 1.4 10

镍钛合金丝的特性

镍钛合金丝的特性及其在口腔正畸领域的临床应用 作者：赵弘文章来源： 2007-1-23 16:56:43 【博客】【论坛】【投稿】【打印】【关闭】 镍钛合金丝的特性及其在口腔正畸领域的临床应用镍钛合金因其优越的超弹性，形状记忆功能，抗腐蚀能力，以及良好的生物相容性和减震特性，广泛地应用于口腔正畸领域。(一) 镍钛合金的相变与性能 顾名思义，镍钛合金是由镍离子和钛离子组成二元合金，由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相，即奥氏体相（Austenite）和马氏体相(Martensite). 镍钛合金冷却时的相变顺序为母相（奥氏体相）-R相-马氏体相。R相是菱方形，奥氏体是温度较高（大于同样地:即奥氏体开始的温度）的时候，或者去处载荷（外力去除Deactivation）时的状态，立方体，坚硬。形状比较稳定。而马氏体相是温度相对较低（小于Mf:即马氏体结束的温度）或者加载（受到外力活化）时的状态，六边形，具有延展性，反复性，不太稳定，较易变形。因此临床上确定镍钛合金弓丝的相变温度具有积极的指导意义，以便临床医生能更好地利用镍钛合金的性能进行临床正畸治疗。 (二) 镍钛合金的特殊性能 1、形状记忆特性（shape memory）形状记忆是当一定形状的母相由Af温度以上冷却到Mf温度以下形成马氏体后，将马氏体在Mf以下温度形变，经加热至Af温度以下，伴随逆相变，材料会自动恢复其在母相时的形状。实际上形状记忆效应是镍钛合金的一个由热诱发的相变过程。 2、超弹性(superelastic) 所谓的超弹性是指试样在外力作用下产生远大于起弹性极限应变

量的应变，在卸载时应变可自动恢复的现象。即在母相状态下，由于外加应力的作用，导致应力诱发马氏体相变发生，从而合金表现出不同于普通材料的力学行为，它的弹性极限远远大于普通材料，并且不再遵守虎克定律。和形状记忆特性相比，超弹性没有热参与。总而言之，超弹性是指在一定形变范围内应力不随应变的增大而增大，临床上则表现为弓丝在形变过程中产生的矫治力保持恒定，不再随牙齿向矫治方向的移动而逐渐丧失。按照超弹性所对应的应力-应变曲线的特点，可将超弹性分为线性超弹性和非线性超弹性两类。前者的应力-应变曲线中应力与应变接近线性关系。非线性超弹性是指在Af以上一定温度区间内加载和卸载过程中分别发生应力诱发马氏体相变及其逆相变的结果，因此非线性超弹性也称相变伪弹性。镍钛合金的相变伪弹性可达8%左右。镍钛合金的超弹性可随着热处理的条件的变化而改变，当弓丝被加热到400oC以上时，超弹性开始下降。当热处理温度超过600oC时，超弹性基本小时。根据这一特点，临床上可对弓丝的非矫治区进行热处理而使其失去超弹性，这样可避免矫治过程对非矫治区牙齿的影响，而矫治区的弓丝仍具有良好的弹性。 3、口腔内温度变化敏感性：不锈钢丝和CoCr合金牙齿矫形丝的矫治力基本不受口腔内温度的影响。超弹性镍钛合金牙齿矫形丝的矫治力随口腔温度的变化而变化。当变形量一定时。温度升高，矫治力增加。一方面，它可以加速牙齿的运动，这是因为口腔内的温度变化会刺激由于矫治器件造成造成毛细滞息的血流停滞部位的血液流动，从而使得在牙齿移动过程中修复细胞得到充分营养，维持其生机和正常功能。另一方面，正畸医生无法精确控制或测量口腔环境下的矫治力。 4、抗腐蚀性能：有研究表明镍钛丝的抗腐蚀性能与不锈钢丝相仿 5、抗毒性：镍钛形状记忆合金特殊的化学组成,即这是一种镍钛等原子合金,含约50% 的镍, 而已知镍有致癌和促癌作用。一般情况情况下，表面层钛氧化充当了一种屏障，使Ni-Ti

镍钛弓丝的特性及临床效果

镍钛弓丝的特性及临床效果 发表时间：2014-07-03T10:16:12.343Z 来源：《中外健康文摘》2014年第9期供稿作者：刁一凯 [导读] 超弹性。超弹性镍钛合金的最基本特征是超弹性。超弹性的本质是应力诱发金属马氏体向澳氏体发生相变的可逆性。刁一凯(青岛市李沧区中心医院 266300) 【中图分类号】R783.5 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085（2014）09-0287-02 目前市场上的各种镍钛合金弓丝是通过不同的冶金技术而获得, 大致可分为三种类型：(1)普通型镍钛合金。此类镍钛丝释力偏大,释力过程中力的衰减较迅速;不能弯制成形,脆而易折, 目前临床使用已不多；(2)超弹性镍钛合金。具有超弹性行为, 有良好的回弹性能；(3)温控镍钛合金。同时具有超弹性和形状记忆特性。 一、特性 1、超弹性。超弹性镍钛合金的最基本特征是超弹性。超弹性的本质是应力诱发金属马氏体向澳氏体发生相变的可逆性。与金属内部结构转变有关, 结果就是在一定范围的卸载过程中恒力的释放。它表现在：当弓丝受外力形变时,首先在澳氏体状态下以弹性方式形变。但很快由于外力的诱导作用, 澳氏体相逐渐转变为马氏体相。这个阶段, 在应力/应变图中形成一长的平台区。实际上, 这种相变转变可能是不彻底的; 弓丝卸载时, 首先应力有一个衰减期, 继之马氏体相逐渐转变回澳氏体相,形成第二个平台区。在此平台区, 弓丝发生明显的形变,释放的力却几乎保持不变,直至完全恢复到澳氏体相时, 应力/应变又呈现直线关系。 2、超弹性的不恒定性。超弹性镍钛丝的另一个显著特征是卸载曲线随加载力的大小而改变。即加载较小时刚度较大,释力较大;加载较大时刚度较小,释力反而较小。当弓丝形变1mm时,起始卸载力为247g。当同一根弓丝形变至4mm时,只产生74g的力。超弹性镍钛的刚度除了依赖于它的尺寸、形态、温度转变范围、弓丝形变量外,也与弓丝所受到的限制状态有关。比较了三点弯曲试验与三托槽弯曲试验对超弹性镍钛弓丝卸载力值的影响。发现在弓丝挠曲1、2mm时,三托槽试验的刚度是三点弯曲试验刚度的1.5～4倍。因此,临床医师在选择弓丝时,应考虑弓丝在不同形变量下所能产生的合适力值。 3、形状记忆特性。温控型镍钛合金弓丝由温度变化诱发金属相的改变。同时具有超弹性, 这两种特性形成了此种弓丝的形状记忆功能。为记住某种形状, 温控型镍钛合金丝需要经过成形、加压、热处理、冷却等加工过程, 形成这种形状。此后, 当弓丝在相变温度以下的环境时, 可以很容易变形入槽; 然而, 一旦进入相变温度以上的环境, 弓丝将恢复到它已经记住的原始形状, 即热处理以前的形状。 二、镍钛弓丝的临床效用 1、超弹性。镍钛弓丝最主要的优点是具有力值平台期, 因其有利于临床力值控制的精确性。理想的正畸弹性弓丝应有在其活化的范围内释放持续力值的能力。这并不意味着在特定的牙齿移动过程中力值水平应该保持恒定,而是应该避免力值大小的突然改变。在保证最适矫正力的情况下,尽量选择矫治力较持续、衰减较缓慢的弓丝。但并非所有镍钛丝均有超弹性,临床中应该注意选择。有学者利用平台期长度来界定弓丝是否具有超弹性,认为当平台期长度>0.5mm才真正具有超弹性。同样的,临床上所用的镍钛丝不全具有超弹性。国内也有实验发现,随着临床使用时间的增加,镍钛弓丝的力学性能有所衰减, 使用2个月后其衰减更显著。但是,其仍具有平台期超弹性的特性没有改变,产生的矫治力亦为适宜的正畸力(<150 g), 仍然符合临床治疗的需要。 2、成形性。预成镍钛合金丝具有一定的唇弓形态, 其宽度不一定符合每位患者。临床应用时应对镍钛合金丝的弓形宽度进行重新调整,因其弯制较困难,热处理的方法可有效地改变形状。实验发现镍钛合金丝在加热1s后,唇弓宽度无显著变化;加热1.5s后,宽度发生显著性改变;加热2s后,宽度变化最显著。 3、摩擦力实验这种实验设计主要模拟弓丝在不同拥挤错合程度的牙列上滑动。该摩擦阻力影响传导到牙齿的力值,对临床上所需施加的外力大小及支抗的保存提供了一些指导性的意见。利用不齐的三组托槽实验,模拟在牙齿排齐的初始阶段,测试不同弓丝的摩擦阻力,发现镍钛丝产生的摩擦力均比不锈钢丝小,并且在各种结扎方式下,0.036cm镍钛丝均比0.041cm镍钛丝产生的摩擦阻力小。 4、在牙弓整平阶段使用镍钛丝疗效快。牙弓整平,即排齐牙齿,其主要目的是纠正个别牙齿错位,修正牙弓形态,这就要求矫正弓丝应具有高弹性性能。与不锈钢丝相比较,镍钛丝正好具备这一特性。临床上整平牙弓时,启动弓丝为直径0.30mm的圆丝,一般来说,直径0.35mm的镍钛丝基本上能在各个牙齿的托槽中完全就位,因其在口腔环境中不变形,能够将矫正力精确地贮有和释放出来,有效地发挥排齐牙齿的作用,而直径0.35mm的不锈钢丝,只能轻力悬吊于各个牙齿的托槽中,弹性较小且易变形。因此,在牙高整形阶段使用镍钛丝,既简便、疗效又快。理想的镍钛弓丝应该具有成形性，弹性和回复力好的特点，并且美观，摩擦系数低。这样才能合理的使用矫治力，提高矫治质量，达到理想的矫治效果。 参考文献 [1] 傅民魁.口腔正畸学[M].4版.北京：人民卫生出版社，2003:6. [2] 林久祥.现代口腔正畸学——科学与艺术的统一[M].2版.北京：中国医药科技出版社，1995:28-91.

不同种类镍钛矫正弓丝性能差异比较

不同种类镍钛矫正弓丝性能差异的对比研究 镍钛矫正弓丝因其优越的超弹性及良好的形状记忆性特性是正畸临床治疗中最常用的弓丝之一，主要用于矫治初期的牙列的排齐整平。镍钛合金在不同温度和外力条件时存在两种不同的晶体结构相，即奥氏体相(Austenitephase) 和马氏体相(Martensitephase)。奥氏体相为高温时的相态，较坚硬；马氏体相为低温时相态，柔软可随意变形，当温度升高时较软的马氏体转变为较硬的奥氏体，产生形状记忆效应，恢复原来预成的形状，并且在形状恢复过程中产生较大的弹性和恢复力。目前国内外正畸临床应用的镍钛矫正弓丝种类较多，但根据其相变温度、力学性能及其随温度的变化等，主要分为超弹性和热激活镍钛矫正弓丝。国外对镍钛矫丝的研究较多，但我国在镍钛矫正弓丝性能的研究较少。1980年北京口腔医院王邦康教授领导研究小组联合北京有色金属研究总院研制开发的中国钛镍丝以其优良的性能在正畸临床治疗中得到广泛应用，并且得到了国际上的认可，使我国镍钛矫正弓丝的研究处于国际先进水平。近些年来有关国产镍钛丝的研究进入了一个新的阶段，但是目前有关国产镍钛丝同国外的弓丝进行比较的研究较少见。本研究选用了正畸临床上常用的几种国内外(进口A、进口B、国产C、国产D)不同镍钛矫正弓丝，通过差热扫描试验和不同温度的三点弯曲试验对不同种类的镍钛矫正弓丝的相变温度，机械性能进行对比研究，并且对性能及其与临床治疗时间的关系进行了初步探讨，从而为临床医师合理、正确、有效地选择镍钛矫正弓丝提供科学的实验数据。研究分为三个部分：研究一：镍钛矫正丝相变温度的对比研究镍钛矫正弓丝的相变温度决定了镍钛矫正弓丝的形状记忆性能，本研究采用差热扫描(differentialscanningcalorimetryDSC)技术，确定镍钛矫正弓丝的相变温度和相变过程。研究结果发现：进口A镍钛矫正弓丝相变温度范围为8.72℃至19.95℃进口B镍钛矫正弓丝相变温度范围为 4.70℃至21.89℃。国产C镍钛矫正弓丝相变温度范围为6.6℃至22.4℃。结果提示上述三种弓丝的相变温度均低于室温，相变在低于室温的温度状态下已经发生，在口腔温度的情况下不能再发生相变，因而在口腔温度下不能呈现形状记忆功能，上述三种弓丝没有热激活性能。国产D镍钛矫正弓丝在DSC仪器扫描范围内没有发现相变状态的产生。因而在口腔环境中也没有相变的产生，此种镍钛矫正弓丝不能呈现形状记忆性能。研究二：镍钛矫正弓丝不同温度下机械性能

牙弓丝

牙弓丝类别： 1）普通型NiTi牙弓丝 它是一种理想的正畸材料，具有良好的超弹性，可满足低刚度、回弹性好的 要求。与不锈钢相比，力柔和、持久，恢复力高，残余变形小。它对矫治开 颌牙齿扭转、拥挤、反颌疗效明显，可缩短疗程50%～70%。 2）记忆型NiTi牙弓丝（RTF） 它与普通型镍钛牙弓丝相比，其特点是在室温下易成形，可弯成小曲，它的弯曲力矩和扭转力矩略低于后者，并具有记忆效应，易于在托槽中就位，具有记忆效应，患者感觉更舒适。 3）摇椅型NiTi牙弓丝 超弹性、矫治力柔和、持久，患者无痛苦；用于打开深覆合。 4）NiTi拉簧、推簧 它是一种新型的正畸用弹簧，它具有NiTi丝基本特点－超弹性，适合于牙齿矫正。大多用作拉尖牙和开拓牙齿间的间隙。它与不锈钢弹簧相比，力柔和、持久，恢复力大，残余变形小，可重复使用。 5）圆丝 以上几种正畸器材均在圆丝的基础上加工定型而成。与以上几种产品相比，圆丝给医师的灵活度更大，临床医师可以根据患者的具体情况进行裁剪，成本相对要低。 不同材料牙弓丝比较： 牙弓丝使用材料主要有Co-Cr合金、不锈钢、加工硬化型TiNi合金、TiNi合金，下图是几种材料的负载-变形曲线比较： 下表是几种材料90o弯曲试验后的永久变形 可以看出： （1）不锈钢、Co-Cr合金的弹性系数大，弹性范围小，而加工硬化型TiNi丝及超弹性TiNi丝弹性系数较小，弹性范围大。（2）不锈钢合Co-Cr合金对于很小的变位，负载的变化很大，而TiNi丝在小负载下能达到很大的变位。 （3）不锈钢和Co-Cr合金易产生永久的变形，而TiNi合金丝去载后完全恢复到原来的形状。 从上面的比较可以看出，超弹性TiNi矫形丝性能最佳。 以下是公司自产与其他国家矫形丝弯曲和扭转性能比较。

镍钛合金是一种形状记忆合金,形状记忆合金是能将自身的

镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。它的伸缩率在20%以上，疲劳寿命达1*10的7次方，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求，是一种非常优秀的功能材料 另附郑州华菱超硬刀具牌号及适用范围： 适合加工范围： 1，高硬度铸铁/铸钢的加工,如:高铬铸铁、白口铸铁、镍硬铸铁等合金铸铁；高锰钢等耐热耐磨钢的高硬度粗加工和精加工【可拉荒粗车有夹砂、气孔的铸件毛坯】2，热处理后的高硬度工件加工,如:淬硬轴承钢、渗碳钢、氮化钢、工具钢、模具钢热后硬切削，可断续切削【可背吃刀量ap≤7.5mm大余量加工HRC45-HRC79硬度】 3，其他难切削材料类：高温合金、粉末冶金，镍钛合金难熔合金如碳化钨，镍基，钴基合金等的加工【可订做非标，来图来样加工】 4，普通灰口铸铁、珠光体球墨铸铁的高速切削【刀具寿命是合金刀具寿命的10-20倍】 刀具材质牌号类别： 刀具牌 号 类别应用范围 BN-K10 精加 工适用于灰铸铁和耐磨合金铸铁材料的连续精加工，如制动鼓、刹车盘、飞轮、缸套等工件的精车和高硬度铸铁材料的精加工。 BN-K20适用于灰铸铁、球墨铸铁，粉末冶金材料的高速精加工，且适合高速精镗孔。 BN-H10适用于硬钢材料的连续精加工或轻微断续精加工，如“以车代磨”齿轮、轴承等。 BN-H20适用于硬钢材料的中/强断续精加工和超高速精加工，如各种仿形轴件和高精密齿轮、轴承的车削和小型内孔的加工。 BN-K1粗精 加工 均可 用追求高的抗冲击性能，针对高硬度短铁屑工件研发，具备高硬度的同时，其抗冲击性能更优异，适合大余量粗加工高硬度铸铁件如高铬合金，高镍铬合金，镍钛合金、冷硬铸铁，白口铸铁；广泛应用于矿山机械，冶金机械，水泥、电力设备耐磨备件行业。 BN-S20抗冲击性和耐磨性的完美平衡，可用于粗加工，也可用于半精加工和精加工。适用于各种高硬度难加工材料，如高温合金、耐热耐磨钢、大型铸钢件、淬火钢、氮化钢、渗碳钢材料的加工。

镍钛合金是一种形状记忆合金

镍钛合金在医学上的应用 材料科学与工程学院 08级热处理1班 单珺 080102010005

一、镍钛合金的发展历史可分为3 个阶段: 1、1963 年～1986 年, 开展了初步的基础研究, 包括相变行为、晶体结构、显微组织、力学性能和冶炼加工制备技术等。20 世纪70 年代初, 美国Raychem 公司成功研制了NiTiFe 航空用液压管路接头和紧固件, 并应用于F14 战斗机中, 成为镍钛合金第一个成功的工业应用实例。、 2、1987 年～1994 年, 深入细致地研究了基础理论, 包括马氏体的三变体自协作形状恢复机制、线性超弹性和非线性超弹性的影响因素等 , 这个阶段是镍钛合金工程的鼎盛时期。 3、1995 年至今, 一些新的镍钛合金加工技术和基础理论问题不断出现, 如镍钛合金的表面改性技术、激光加工技术和脉动疲劳寿命测试等。 二、NiTi合金形状记忆效应的原理和特性 所谓"形状记忆效应"是指NiTi合金对它的金相几何形状有“记忆”本领，宏观而言，将一定形状的合金试样，低温塑形形变后，再将试样加热，试样又回复到它原来的形状，同时，产生巨大的回复力，例如横截面积为lcm2的合金棒，相变时产生850Okg的力。 记忆效应分三种:(1)单向记忆:低温金相受力变形，高温金相回到原状。C2)双向记忆:能记住高温与低温金相，随温度而发生顺、逆性变化。(3)全程记忆:机理不甚明了，可能是金相中的一种内应力场起了主要作用。形状记忆效应的应变量依合金的种类而各有所异，约5-20%之间(一般金属小于0.5%),NiTi合金为8%。 形状记忆合金具有“热弹性马氏体型”相变。NiTi合金为例，高温奥氏体相为体心立方有序晶体结构CaCl型B2晶格，低温马氏体相(M)为单斜畸变结构Bl9晶格，从B→M，存在一个对双程记忆效应起着重要作用的R相变。 在B2=R，R=M和R2=M的顺、逆相变中，母和子相中相邻原子位置不变，只是界面上原子发生协作位移-晶体切变。这种切变不但对记忆效应和超弹性起了重要作用，而且也使其耐疲劳性能优于一般金属材料。 具有记忆效应的合金已发现20余种，实用化潜力大的有镍基、铜基及铁基形状记忆合金。NliTi合金为近等原子比的NiTi金属间化合物。国产的医用NiTi合金，Mi含量为50-53%。相变温度可依临床而行相应的工艺处理;同时亦适当改变它的弹性模量。 三、镍钛合金的相变与性能 镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。它的伸缩率在20%以上，疲劳寿命达107次，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求，是一种非常优秀的功能材料。 顾名思义，镍钛合金是由镍和钛组成二元合金，由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相，即奥氏体相和马氏体相。镍钛合金冷却时的相变顺序为母相（奥氏体相）-R相-马氏体相。 R相是菱方形，奥氏体是温度较高（大于同样地:即奥氏体开始的温度）的时候，或者去处载荷（外力去除）时的状态，立方体，坚硬。形状比较稳定。而马氏

镍钛合金抗腐蚀

镍钛合金抗腐蚀 お 自从美国海军武器研究所首先发现镍钛合金的形状记忆性以来，镍钛 合金因良好的形状记忆性和超弹性在医学上发挥了巨大作用。不过， 镍钛合金由镍(Ni)、钛(Ti)等原子组成，故对镍钛合金抗腐蚀性研究 十分必要。研究镍钛合金抗腐蚀性的方法很多，电极极化实验又称动 电位实验因为其快捷、高效、信息获得量多，在研究中应用也较多。 口腔环境中存有着氯离子、氟离子、不同的氧浓度、菌斑及微生物等，对镍钛合金的抗腐蚀性有很大影响。近年来，通过改变镍钛合金表面 结构，获得新的氧化层或者其他表面保护层的方法被用于改善 镍钛合金的抗腐蚀性，达到了很好的效果，提升了镍钛合金的生物相 容性。 一、利用动电位实验检测镍钛合金抗腐蚀性 动电位实验是使作为电极的金属丝发生点状或缝隙腐蚀时，腐蚀局限 在金属电极端的实验利用它可以观察金属合金发生点状或缝隙腐蚀时 的表面电流和电压变化情况。根据电压和电流变化曲线可以推断腐蚀 相关参数。有学者采用动电位实验观察和测量不同合金表面处理方法 即机械抛光、电解法抛光、空气中热处理形成的草黄色氧化层、盐浴 中热处理形成的蓝色氧化层等处理后的金属作为电极时发生点状或缝 隙腐蚀时的电压和电流的变化情况，发现MP的镍钛合金活化电压最低，按照镍钛合金活化电压的高低依次为BO＞CP＞EP＞SCO＞MP，腐蚀电流密度和腐蚀速率依次为CP＜SCO＜EP＜BO＜MP。上述结果都说明机械抛光组的抗腐蚀能力最差。不过镍元素释放量为EP=MP＜CP=BO＜SCO，说明了应用腐蚀电流密度和腐蚀速率来评价镍钛合金抗腐蚀能力与原子 吸收光谱法所测镍元素的释放量之间并不一致。 样品的抗腐蚀性也可用崩解电压、再钝化电压和腐蚀电压来表现。用 崩解电压和腐蚀电压解释材料的腐蚀抵抗力的标准依据有：当电压位

金属植入生物材料

材料科学与工程研究院 金属生物材料综述 学院名称：材料科学与工程研究院 专业班级： ****** 学生姓名： ****** 学号： *********** 授课教师： **** 2015年1月

金属生物材料综述 摘要 人体组织主要由自组装聚合物（蛋白质），硅酸盐（骨矿物质）和以具有分子尺度功能的微量元素形式存在的金属组成。然而，金属和它们的合金都作为结构生物材料在重建手术（特别是矫形外科），以及最近用在非骨性组织（如血管）中起到主导作用。随着种类繁多的金属植入物应用于临床的日渐成功，保持长期植入物完整性的相关问题也随之而来。本文重点是金属生物材料，讨论它的发展历史，及生物材料、生物相容性材料和生物医学材料的区别。最后和医疗仪器的分类，并例举不锈钢作为金属生物材料的简单应用。 关键词：生物材料，生物相容性材料，生物医学材料

目录 1. 简介........................................................................................................................... 1.1金属生物材料的发展历史................................................................................ 1.2生物医学材料、生物相容性材料和生物材料的定义.................................... 1.3生物相容性定义................................................................................................ 1.4医疗仪器的分类................................................................................................ 2.不锈钢金属植入生物材料简介............................................................................... 2.1 不锈钢金属植入生物材料的一般机械性能................................................... 2.2不锈钢金属植入生物材料的疲劳性能............................................................ 2.3不锈钢金属植入生物材料的医疗应用............................................................ 2.4总结.................................................................................................................... 参考文献：......................................................................................................................

镍钛形状记忆合金的发展现状

NiTi形状记忆合金的性能及应用 (**************************************) 摘要：本文主要介绍了NiTi形状记忆合金的性能，如形状记忆效应、超弹性效应、生物相容性、耐磨性、阻尼性等。再举例简要介绍它在工程领域、医学领域方面的应用，并对以后的发展方向做了展望。 关键字：形状记忆性能；应用 Properties and Application of NiTi Shape Memory Alloys Abstract：The essay is mainly introduce the shape memory effects，such as super-elasticity effect，temperature memory effect，biological compatibility , resistance to wear and damping of NiTi shape memory alloys (SMA)，et al . And then talk about the applications of NiTi shape memory alloy in engineering field ，medical field . The development direction of the study field was forecasted．Key words : shape memory effect ; application 引言 形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称SMA) 是一种特殊的金属材料，经适当的热处理后即具有回复形状的能力，这种能力被称为形状记忆效应(Shape Memory Effect，简称SME) 。实际上，很多材料都具有SME，但能够产生较大回复应变和形状回复力的，只有少数的几种材料，如：Ni-Ti合金和铜基合金(CuZnAl和CuAlNi)，铁基合金应用最广泛。 20世纪30年代，美国哈佛大学的研究员[1]就在CuZn合金中发现了形状记忆效应，但在当时被当做一种特殊的相变现象。50年代，张禄经和Read[2]在Au-Cd和In-Ti合金中观察到了形状记忆效应，但也未引起功能应用的重视。1963年，美国海军军械研究室W．J．Buehler 等在近等原子NiTi合金中观察到热弹性马氏体经逆相变能回复母相形状，于是命名形状记忆[3]。随后，相继在CuAlNi和CuZnAl中发现形状记忆效应。80年代，的FeMnSi、不锈钢等铁基形状记忆合金。90年代的高温形状记忆合金。从此，形状记忆材料逐渐得到人们的重视，成为有一个研究重点。 1 性能 1.1 基本结构 Ni-Ti合金的母相结构由钛原子和镍原子分别以简单立方格子沿体对角线错开半个周期而重叠组成，镍原子位于体心，钛原子位于顶角。钛原子价电子态为3d24s2，镍原子价电子态为3d84s2。，贾堤，费学宁等[5]根据固体物理去分子经验电子理论，Ni-Ti合金的母相结构的键

镍钛合金形状记忆合金的特性及用途

形状记忆合金（简称SMA）是一种新型的功能材料,它已成为功能材料领域的研究热点之一。本文介绍了形状记忆合金的特性，综述了形状记忆合金的发展历程、研究现状及应用特点，最后分析了形状记忆合金的发展趋势。 关键词：形状记忆合金；功能材料；形状记忆效应 一．引言 形状记忆材料是集感知和驱动于一体的特殊功能材料,其中形状记忆合金是形状记忆材料中较为重要的材料之一。形状记忆合金(Shape Memory Alloy简称SMA)是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形状后,通过加热到某一临界温度以上又可恢复成初始形状的一类合金。 二．形状记忆合金的特性 1．形状记忆效应：形状记忆合金经适当的热处理后具有恢复形状的能力,这种能力被称为形状记忆效应(Shape memory effect简称SME)。形状记忆效应按恢复情况分为单程形状记忆效应、双程形状记忆效应和全程形状记忆效应。 2．超弹性效应：形状记忆合金受到外力时发生形变,去除外力后就恢复原状，这种现象称为超弹性。形状记忆合金在发生超弹性形变时,诱发了马氏体相变, 去除外力后,又发生马氏体逆相变。 3．阻尼特性：形状记忆合金由于马氏体相变的自协调和马氏体中形成的各种界面(孪晶面、相界面、变体界面)及界面运动,而具有很好的阻尼特性。 4．电阻特性：吴小东等研究表明,对于初始组织为马氏体的Ni-Ti合金,在拉伸过程中电阻与应变之间呈线性关系;对于初始组织为奥氏体或奥氏体、马氏体两者混合的Ni-Ti合金,当发生应力诱发马氏体相变后,曲线的斜率降低,相变前后电阻-应变关系保持线性关系。 三．形状记忆合金的研究进展 形状记忆效应最早是1932年由Olander在研究Au-Cd合金时发现的[7]。1963年,美国海军武器实验室布勒(Buehler)等发现了钛镍合金具有形状记忆效应[8]。1964年Cu-Al-Ni也被发现有这种效应[9]。70年代以后，科学家又在304奥氏体不锈钢和Fe-18.5Mn中发现了这种效应[10]。 1969年美国Raychem公司生产Ti-Ni-Fe记忆合金管接头用于F14战斗机上的液压管路系统连接,这是SMA第一次成功应用。1970年,美国将Ti-Ni记忆合金丝制成宇宙飞船用天线。前苏联在1969年开始对形状记忆合金进行了系统研究。德国于1971年开始探索形状记