鈦鎳合金絲在醫療器械和外科植入物技術的應用
鈦鎳合金作為一種新型的智能材料,隨著其研究的深入和應用面的拓展,國際工業發達國家紛紛制定記憶合金的材料和測試標準,以規范材料生產和工業應用。表1給出了在形狀記憶合金材料領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形狀記憶合金技術規范)。鑒于在我國還沒有形成規范的記憶合金材料相關國家技術標準,國家“十五”計劃期間已著手起草“醫療器械和外科植入物用NiTi形狀記憶合金加工材技術規范”國家標準和“醫用記憶合金術語”、“非血管用NiTi記憶合金介入支架技術規范”等行業技術標準,其他相關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:
(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合金經一定熱處理(或稱訓練)后,如多次加熱--冷卻循環、約束加熱和時效等,還可以產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,雙程記憶循環次數可達幾百萬次。
(2)超彈性。 從應力--應變曲線上看,可將超彈性分為線性超彈性和非線性超彈性,非線性超彈性也稱相變偽彈性,TiNi合金的超彈性最高可達8%。
(3)阻尼特性。阻尼是材料對震動能吸收的量度,形狀記憶合金由于馬氏體相變的自協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、致敏性等生物化學實驗表明,TiNi合金與不銹鋼、鈷鉻合金相比,具有更優良的生物相容性和耐蝕性,與純Ti相似。
(5)較好的力學性能。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)。
返回列表>>