از آلیاژ نیتینول چه می دانید؟

نیتینول، آلیاژی بر پایه نیکل و تیتانیوم می باشد که تقریباً نیمی از آن را نیکل تشکیل داده است. 

این فلز به تازگی تولید شده است و نام آن هم ترکیبی از نام مواد سازنده و محل تولید آن (نیکل، تیتانیوم، آزمایشگاه Naval Ordnance در مریلند آمریکا) می باشد. 

استعلام قیمت و خرید آلیاژ نیتینول

09138394929

ویژگی های آلیاژ نیتینول

با وجود اینکه نیتینول در اوایل دهه 60 میلادی کشف شد، چند دهه زمان نیاز بود تا جایگاه خود را در بازار پیدا کند. دلیل این امر سختی کار کردن با آن و تولید آن بود. در حقیقت، بسیاری از مصارف نیتینول از اواسط دهه 90 میلادی کشف شده اند؛ آنهم به این دلیل که آن زمان، در حوزه های گوناگونی به خواص فوق ارتجاعی و همچنین حافظه دار بودن این آلیاژ پی برده شده بود. حافظه دار بودن آلیاژ به این معنا است که نیتینول می تواند در یک دما (مثلاً دمایی پایین تر از دمای بدن) شکلی را به خود گرفته و سپس اگر تا حدی حرارت داده شود که دمای آن از دمای تغییر حالت بالاتر رود، دوباره به شکل اولیه خود باز می گردد. 

حافظه دار بودن نیتینول یعنی چه؟

از آنجا که نیتینول در تحمل کردن کشش و فشار فوق العاده زیاد منحصر به فرد است و همچنین بدن انسان با آن سازگار است، در صنعت پزشکی مصارف فراوانی از آن می شود. در دماهای بالاتر، نیتینول ساختار کریستالی مکعبی شکل که به آن ساختار آستنیتی گفته می شود را در خود تشکیل می دهد. در دماهای پایین تر، نیتینول ساختار خود را بلافاصله به ساختار پیچیده تر مونکلینیک یا تک شیب تغییر می دهد که به آن ساختار مارتنزیتی هم گفته می شود. دمایی که در آن ساختار آستنیتی به مارتنزیتی تغییر می کند را دمای تغییر حالت می نامند. 

به دمایی که در آن ساختار مارتنزیتی شروع به تشکیل می کند، دمای Ms و دمایی که تشکیل این ساختار در آن تکمیل می شود، دمای Mf می گویند. دو خواص منحصر به فرد نیتینول، یعنی خاصیت فوق ارتجاعی و حافظه دار بودن به آن این امکان را می دهد تا واکنشی معکوس در برابر تنش و فشار های وارده داشته باشد. این واکنش در واقع ناشی از تغییر بین حالات آستنیتی و مارتنزیتی در ساختار نیتینول می باشد. 

اولین نکته مهمی که باید درباره خواص نیتینول بیان کرد، این است که تغییر حالت در آن برگشت پذیر است، یعنی اگر دمای نیتینول به بالای دمای تغییر حالت برسد، ساختار کریستالی آن به حالت ساده تر آستنیتی بر می گردد و عکس این عبارت برای حالت مارتنزیتی صادق است. نکته دوم این است که تغییر بین هر دو فاز، آنی می باشد. 

ویژگی منحصر بفرد ساختار مارتنزیتی، توانایی آن در تغییر شکل و کج شدگی، بدون شکسته شدن پیوند های اتمی است. در زبان انگلیسی به چنین تغییر حالتی Twinning گفته می شود که در آن سطوح اتمی دوباره به حالت قبلی خود بر می گردند و دفرمه شدن دائمی رخ نمی دهد. با این اوصاف، نیتینول می تواند 6 الی 8 درصد کشیدگی را تحمل نماید. 

وقتی به واسطه گرم کردن حالت مارتنزیتی به آستنیتی تغییر کند، ساختار آستنیتی سابق به نیتینول باز می گردد و فرقی هم نمی کند که فلز در حالت مارتنزیتی چه نوع تغییر شکلی را گذرانده است. اصطلاح آلیاژ حافظه دار به این دلیل به نیتینول اطلاق می شود که می تواند شکل اولیه خود را در دمای بالا بدست آورد؛ حتی با وجود اینکه آلیاژ در دمای پایین تغییر شکل شدیدی را تجربه کرده باشد. 

 بنابراین تجهیزات پزشکی ساخته شده از نیتینول، مانند اِستِنت را می توان در یک دما ساخت، شکل آن را تغییر داده و سپس وارد یک شریان در بدن نمود تا در آنجا در اثر دمای بدن به شکل و اندازه اولیه خود باز گردد. تغییر فاز همچنین به تجهیزات پزشکی امکان بازیابی کامل پس از خمیدگی زیاد (حداکثر 7 درصد) را می دهد.

استعلام قیمت و خرید آلیاژ نیتینول

09138394929

خاصیت فوق ارتجاعی سیم نیتینول 

این "خاصیت فوق ارتجاعی" هنگام استفاده از تجهیزات سیمی نیتینول به آنها امکان خم شدن و شکل دهی تا زمانی که برای ورود به داخل بدن مناسب باشند را می دهد. ابزار هایی چون تجهیزات بیوپسی و برداشت بافت قادر هستند تا از درون لوله های کوچک عبور کرده و سپس به اندازه ای بسیار بیشتر از ابزار های ساخته شده با آلیاژ های استاندارد، برسند. وزن پایین نیتینول و خواص ویژه آن، باعث شده تا در بخش های گوناگونی از حوزه زیست پزشکی مانند دریچه های قلب، استنت (Stent)، استاپلر (Stapler)، لنگر یا انکوریج استخوانی و تعدادی از ایمپلنت ها مورد استفاده قرار گیرد. 

انجام عملیات حرارتی بر روی نیتینول راحت است، و البته زمانی که دمای تغییر حالت مهم باشد و بخواهیم ترکیبات آن را برای مصارف مختلف تنظیم نماییم بسیار پر اهمیت و حساس می گردد. 

 زمان ایجینگ و کنترل دما برای رسوب در تعدادی از فاز های نیکل بالا، و در نتیجه بررسی اینکه چه مقدار نیکل در شبکه نیکل – تیتانیومی باقی بماند، تاثیر دارد. با کاهش دادن نیکل موجود در ماتریکس فلزی، ایجینگ دمای تغییر حالت را افزایش می دهد. ترکیب عملیات حرارتی و سرد کاری برای بدست آوردن خواص مطلوب نیتینول ضروری است.

مصارف پزشکی نیتینول همچنین شامل ابزار هایی می شود که برای اتصال دوباره اندام های داخلی، پس از عمل، به عنوان بخیه بکار می روند. علاوه بر ساخت و استفاده از ایمپلنت ها، برای پیدا کردن تومور در پستان نیز از نیتینول استفاده می گردد.