鈦鎳合金絲在醫療器械和外科植入物技術(shù)的應用
鈦鎳合金作為一種新型的智能材料,隨著(zhù)其研究的深入和應用面的拓展,國際工業(yè)發(fā)達國家紛紛制定記憶合金的材料和測試標準,以規范材料生產(chǎn)和工業(yè)應用。表1給出了在形狀記憶合金材料領(lǐng)域較有影響力的美國標準ASTM F0263(醫療器械和外科植入物用可加工TiNi形狀記憶合金技術(shù)規范)。鑒于在我國還沒(méi)有形成規范的記憶合金材料相關(guān)國家技術(shù)標準,國家“十五”計劃期間已著(zhù)手起草“醫療器械和外科植入物用NiTi形狀記憶合金加工材技術(shù)規范”國家標準和“醫用記憶合金術(shù)語(yǔ)”、“非血管用NiTi記憶合金介入支架技術(shù)規范”等行業(yè)技術(shù)標準,其他相關(guān)標準也將逐步納入編制計劃。
TiNi二元形狀記憶合金的有異性可歸納為以下五點(diǎn):
(1)形狀記憶效應。 多晶TiNi合金的單程記憶效應可達8%左右,除單程記憶效應外,TiNi合金經(jīng)一定熱處理(或稱(chēng)訓練)后,如多次加熱--冷卻循環(huán)、約束加熱和時(shí)效等,還可以產(chǎn)生雙程和全程記憶效應,雙程形狀記憶效應穩定性好,最大可達6%,當應變小于1%時(shí),雙程記憶循環(huán)次數可達幾百萬(wàn)次。
(2)超彈性。 從應力--應變曲線(xiàn)上看,可將超彈性分為線(xiàn)性超彈性和非線(xiàn)性超彈性,非線(xiàn)性超彈性也稱(chēng)相變偽彈性,TiNi合金的超彈性最高可達8%。
(3)阻尼特性。阻尼是材料對震動(dòng)能吸收的量度,形狀記憶合金由于馬氏體相變的自協(xié)作和馬氏體中形成的各種界面(孿晶面、相界面、變體界面)的滯彈性遷移會(huì )吸收能量,從而具有很好的阻尼特性。
(4)抗腐蝕性和生物相容性。國內外大量的耐腐蝕性、生物相容性、細胞毒性、致癌性、溶血性、致敏性等生物化學(xué)實(shí)驗表明,TiNi合金與不銹鋼、鈷鉻合金相比,具有更優(yōu)良的生物相容性和耐蝕性,與純Ti相似。
(5)較好的力學(xué)性能。TiNi合金室溫屈服強度約為200MPa,δ=15%,αk=38J/cm,斷裂強度為800~950MPa,同時(shí)具有較好的塑性應變能力,可被加工成很細的絲和薄板(直徑或厚度<100μm)。
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