Nitinol là một hợp kim ghi nhớ hình dạng độc đáo, được đặc trưng bởi khả năng tự động khôi phục hình dạng ban đầu sau khi trải qua biến dạng dẻo ở nhiệt độ cụ thể. Nó sở hữu các đặc tính vượt trội như độ dẻo tuyệt vời, chống mài mòn, chống ăn mòn, giảm xóc cao và siêu đàn hồi.
(1) Sự chuyển pha và đặc điểm của hợp kim Niken và Titan:
Nitinol, như tên gọi của nó, là một hợp kim nhị phân bao gồm niken và titan. Nó thể hiện hai pha cấu trúc tinh thể khác nhau được gọi là austenite và martensite, trải qua quá trình biến đổi pha dựa trên nhiệt độ và áp suất cơ học. Trình tự làm mát của hợp kim NiTi bao gồm pha gốc, pha R và pha martensite. Pha austenite, lập phương và ổn định ở nhiệt độ cao hơn hoặc khi không tải, tương phản với pha R hình thoi, trong khi pha martensite, lục giác và dẻo, xuất hiện ở nhiệt độ thấp hơn hoặc chịu tải.
(2) Tính chất độc đáo của hợp kim Niken-Titan:
Đặc điểm bộ nhớ hình dạng: Nitinol thể hiện hành vi bộ nhớ hình dạng, trong đó vật liệu trở lại hình dạng ban đầu khi được nung nóng trên nhiệt độ Af sau khi bị biến dạng ở pha martensitic dưới nhiệt độ Mf.
Tính siêu đàn hồi: Nitinol thể hiện tính siêu đàn hồi, cho phép nó chịu được các biến dạng vượt quá giới hạn đàn hồi khi chịu tác động của ngoại lực. Nó có thể tự động phục hồi hình dạng ban đầu khi dỡ hàng.
Nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ trong miệng: Trong lĩnh vực chỉnh nha, dây thép không gỉ và hợp kim CoCr bị ảnh hưởng tối thiểu bởi sự thay đổi nhiệt độ trong miệng. Tuy nhiên, dây niken-titan nhạy cảm hơn với những thay đổi nhiệt độ này.
Khả năng chống ăn mòn: Nghiên cứu cho thấy khả năng chống ăn mòn của dây niken-titan tương đương với khả năng chống ăn mòn của dây thép không gỉ.
Không độc hại: Do thành phần nguyên tử của nó, bao gồm niken và titan, hợp kim nhớ hình dạng Nitinol được coi là không độc hại. Mặc dù niken được biết là có tác dụng gây ung thư nhưng nồng độ của nó trong Nitinol thấp hơn đáng kể.
Lực chỉnh nha nhẹ nhàng: Các loại dây chỉnh nha khác nhau, chẳng hạn như thép không gỉ austenit, hợp kim coban-crom-niken, hợp kim niken-crom, hợp kim Úc, hợp kim vàng và dây hợp kim titan, đều có sẵn trên thị trường. Mỗi loại dây cung cấp mức lực khác nhau để điều trị chỉnh nha.
Đặc tính hấp thụ sốc tuyệt vời: Sự rung động của dây cung tăng lên do nhai hoặc mài về đêm có thể dẫn đến những tác động bất lợi lên chân răng và mô nha chu.
nitinol
dây hợp kim titan
dây niken-titan từ TopTiTech
(3) Phân loại dây hợp kim Niken-Titan (Phương pháp phân loại Evans và Durning):
Các phân loại ban đầu bao gồm dây cung vàng, dây hợp kim coban-crom và dây tròn thép không gỉ (thập niên 1940).
Hợp kim ổn định Martensitic, chủ yếu là hợp kim niken-titan martensitic, được phát triển vào những năm 1960. Những dây cung này có độ cứng thấp hơn và tạo ra lực điều chỉnh nhẹ hơn.
Các hợp kim được kích hoạt bằng austenit, chẳng hạn như hợp kim niken-titan của Trung Quốc và Nhật Bản được giới thiệu vào những năm 1980, thể hiện đặc tính austenit bất kể vị trí của chúng ở bên trong hay bên ngoài khoang miệng.
Hợp kim niken-titan được kích hoạt bằng Martensite xuất hiện vào những năm 1990. Các hợp kim này thể hiện nhiều trạng thái ở nhiệt độ phòng, dễ bị biến dạng và có phạm vi nhiệt độ biến đổi (TTR) thấp hơn nhiệt độ miệng hoặc gần bằng nhiệt độ đó.
Hợp kim niken-titan nhiệt động được phân loại, có TTR cao hơn nhiệt độ miệng (khoảng 40 độ), duy trì ở nhiều trạng thái khi đặt vào khoang miệng, dẫn đến dây cung tương đối mềm.
(4) Ứng dụng lâm sàng của Dây hợp kim Niken-Titan:
Căn chỉnh và san bằng ban đầu: Dây cung hợp kim niken-titan, với đặc tính siêu đàn hồi và ghi nhớ hình dạng, thường được sử dụng trong giai đoạn đầu của điều trị chỉnh nha do đường cong ứng suất-biến dạng thấp hơn.
Lò xo niken-titan: Được sử dụng trong chỉnh nha, những lò xo này sử dụng tính siêu đàn hồi của niken-titan để tạo ra lực căng hoặc lực nén, hỗ trợ di chuyển răng và mở khe hở.
Dây cung LH: Được phát triển bởi Tiến sĩ Soma ở Nhật Bản, dây cung "LH", được đặt tên theo "Độ trễ thấp", thể hiện sự khác biệt về ứng suất tối thiểu giữa kích hoạt và di chuyển răng, cho phép nó trở lại vị trí ban đầu một cách từ từ.
