镍钛丝DFT_intro
镍钛弓丝的特性及临床效果
镍钛弓丝的特性及临床效果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。
镍钛合金的焊接工艺
镍钛合金的焊接工艺简介镍钛合金是一种具有良好力学性能和抗腐蚀性能的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造和医疗器械等领域。
焊接是连接镍钛合金的常用方法之一。
本文将介绍镍钛合金的常见焊接工艺。
常见焊接工艺1. TIG焊接：TIG焊接（氩弧焊接）是一种常见的焊接工艺，适用于焊接薄板和小尺寸构件。
该工艺需要使用氩气作为保护气体，在焊接过程中形成一个稳定的惰性气体氛围，保护焊接区域免受氧气和其他杂质的污染。
TIG焊接可以提供高质量的焊缝，但需要熟练的操作技巧。
2. MIG/MAG焊接：MIG/MAG焊接（金属惰性气体/活性气体保护焊接）是一种快速、高效的焊接工艺，适用于焊接大尺寸构件和高速生产线。
该工艺使用惰性气体（如氩气）或活性气体（如混合气体）作为保护气体，并通过自动供丝器将焊丝送入焊接区域。
MIG/MAG焊接速度快，但焊接质量可能稍低于TIG焊接。
3. 电阻焊接：电阻焊接是一种将镍钛合金通过电流加热并施加压力连接的焊接工艺。
该工艺适用于焊接大尺寸构件和需要高强度连接的应用。
在电阻焊接中，通过在焊接接头上施加高压，使接触面产生局部高温，从而实现焊接。
电阻焊接速度快，但需要注意控制温度和压力，以确保焊接质量。
焊接参数控制无论采用哪种焊接工艺，控制焊接参数对焊接质量至关重要。
以下是一些常见的焊接参数需要注意的事项：- 电流：根据焊接材料和板厚选择适当的焊接电流，过高或过低都可能导致焊接缺陷。
- 电压：适当的焊接电压可以确保焊接过程稳定，过高的电压可能导致焊丝飞溅，过低的电压可能导致焊缝质量不佳。
- 送丝速度：根据焊接材料和焊接工艺，选择适当的焊丝送丝速度，以实现稳定的焊接。
结论镍钛合金的焊接工艺包括TIG焊接、MIG/MAG焊接和电阻焊接，每种焊接工艺都有其适用的应用场景。
在进行焊接时，需要注意控制焊接参数，以确保焊接质量达到要求。
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。
性能镍钛合金丝
晶格转变: 奥氏体相 (面心立方)
温度 外力
马氏体相
(体心立方)
(2) 类型：
普通型： 超弹性型： 温控型(形状记忆型)： 相变温度59.5 ℃, 没有“超弹性”和“形状 记忆”功能。形变释放的力偏大，力值衰减较 弯 快且不易弯曲成形。 F
曲 应 力
F 形变
超弹性型：
相变温度<37℃, 非稳定状态的奥氏体相 弹性模量<不锈钢， 脆而易折，不易弯制 成形，可焊性差 超弹性(伪弹性): 外力诱导下,奥氏体相转 变为马氏体相, 刚度减小。
锻造合金
通过轧、压、拉伸等锻造方法成型的合金材料。
一、锻造合金丝 (一) 不锈钢丝 (二) 镍钛合金丝 (三) 钴铬镍合金丝 二、锻造合金片 (一) 镍铬合金片 (二) 不锈钢片
一、合金丝
(一) 18-8铬镍不锈钢丝
1. 组成: 铬18%，镍8%，余量为铁
2. 应用 （1）弯制卡环: 1.0~1.2mm （2）矫治器的各类簧：0.36mm, 0.56mm （3）结扎丝：0.2~0.4mm
超 弹 性 形 变
应 力 奥→马
(N)
奥 马
0
应变(mm)
温控型(形状记忆型)：
弹性模量：小(室温)，柔软 具有超弹性: 应力诱导 具有“形状记忆功能”:相变温度(TMF) 35 ℃左 右
F F
(3) 镍钛弓丝的弯制
弯制原则: 选准，用力均匀，少弯。 回火热处理: 250~ 400℃， 2-3秒，空气冷却
电流
加热到蓝色或蓝紫色 →弓丝超弹性损失
(4)应用：主要用于正畸弓丝
2.-钛合金丝
(1) 组成: 钛79% ,钼11% ,锆6% ,锡4% ,体心立方晶格 (2) 性能: 镍钛合金丝 < 弹性模量 < 不锈钢丝 易焊接, 易弯制，价格高 (3) 用途: 作为不锈钢丝与镍钛丝之间的中间选择 用于治疗中期关闭间隙和后期的转矩恢复
热激活镍钛弓丝说明书
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。
workbench镍钛合金材料参数
workbench镍钛合金材料参数【原创版】目录1.镍钛合金材料概述2.镍钛合金的特性3.镍钛合金的应用领域4.镍钛合金的加工方法5.镍钛合金的性能测试正文一、镍钛合金材料概述镍钛合金（Ni-Ti alloy），又称为记忆合金，是一种具有特殊形状记忆功能的合金材料。
它由镍和钛两种主要元素组成，根据两者比例的不同，可以得到不同牌号的镍钛合金。
这种合金具有良好的弹性、抗腐蚀性和形状记忆特性，因此在很多领域都有广泛应用。
二、镍钛合金的特性1.形状记忆特性：镍钛合金在室温下可以被弯曲成任何形状，但当温度升至一定程度（通常为 60-80 摄氏度）时，它会恢复到原来的形状。
2.弹性：镍钛合金具有优异的弹性，可以承受较大的应力，使其在很多应用中具有较长的使用寿命。
3.抗腐蚀性：镍钛合金在很多环境中具有较好的抗腐蚀性能，不易生锈。
4.导热性：镍钛合金具有较高的导热性，可以快速传递热量。
三、镍钛合金的应用领域1.医疗领域：镍钛合金在医疗领域有广泛应用，如制造牙科矫正器、血管支架等。
2.眼镜行业：镍钛合金可用于制作眼镜框，具有轻便、舒适、抗变形等特点。
3.电子行业：镍钛合金可应用于电子元器件，如连接器、触点等，具有较好的导电性和抗腐蚀性。
4.航空航天领域：镍钛合金可用于制造航空航天器的某些部件，如发动机、涡轮等，利用其形状记忆特性实现自动恢复功能。
四、镍钛合金的加工方法镍钛合金的加工方法主要包括铸造、锻造、挤压、拉拔等，其中铸造法最为常用。
在加工过程中，需要注意控制温度、压力等参数，以保证合金的性能。
五、镍钛合金的性能测试镍钛合金的性能测试主要包括力学性能测试、磁性能测试、腐蚀性能测试等。
第1页共1页。
镍钛合金丝的特性
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。
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•Strength – 275 MPa (40 ksi) to 2750 MPa (400+ ksi) •Form - fine wire, coated cable, SLT® wire, shaped ribbon
DFT® product can be shaped into nearly unlimited forms, similar to monolithic wire.
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Texture
DFT
Titanium
Nitinol
conclusions
Q&A
9
CASE 1 – Results
(1) Stiff 35N LT sheath
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Texture
DFT
Titanium
Nitinol
conclusions
Q&A
3
DFT® - Material selection
OUTER SHEATH (TUBING) 35N LT® (ASTM F562) MP35N ®(ASTM F562) Nitinol 316 LVM FWM 1058 (ASTM F1058) Platinum & Alloys Tantalum & Alloys High temp superalloys Your choice CORE MATERIAL Silver Platinum & Alloys Palladium & Alloys Tantalum Titanium & Alloys 35N LT® Tungsten-Rhenium Pure Tungsten (limited) Your choice OTHER COMBINATIONS Intermediate ceramics or polymerics Polymer coated DFT® such as ETFE, PTFE Nutrient metals such as pure Fe or Mg Oxidized layers
Silver Core Ratio [d/D]^2
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Tum
Nitinol
conclusions
Q&A
5
Bending Stiffness
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Texture
DFT
Titanium
Nitinol
conclusions
Q&A
4
DFT Property Relationships
100 µm, 35N LT wire: 8 mS-m (millisiemen-meter) 1.000 2000 MPa 35N LT-DFT-10%Ag: 50 mS-m 0.800 (6X increase) 1835 MPa (8% decrease)
Radiopaque core/sheath DFT – Stent, Guide Wire, Embolic Protection, CRM
Elastic core DFT – Guide Wire, Stylet Wire, Feedthrough pin
35N LT-DFT-Beta Ti Pt20Ir-DFT-35N LT
A brief introduction to the Fort Wayne Metals DFT® product range
Jeremy E. Schaffer Research & Development Engineer
9-December, 2009
Texture
DFT
Titanium
Nitinol
DFT
Titanium
Nitinol
conclusions
Q&A
10
CASE 2 – Radiopaque Core DFT
Application: Stent device Specifications: Elastic, low modulus sheath Radiopaque, low strength core material Needs to behave like NiTiNOL Better interface than competition Solution: Binary NiTi sheath, clean interface and a high purity Platinum or Tantalum core material.
(2) Flexible NiTiNOL or Beta Titanium tip
2500
stress [MPa]
1250
0 0 % strain 8
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Texture
0.600
0.400
0.200
0.000 0% 20% 40% 60% 80% 100% Silver Core Ratio [d/D]^2
© Jeremy E. Schaffer 2009 jeremy_schaffer@ +1 (260) 438 4119
Texture
© Jeremy E. Schaffer 2009 jeremy_schaffer@ +1 (260) 438 4119
Texture
DFT
Titanium
Nitinol
conclusions
Q&A
11
CASE 2 – Results
60 kV X-ray source Characteristic NiTi, stress-strain behavior at 25 °C Significantly increased radiopacity Concentric, clean interface condition 0.25 mm wire diameter
DFT® product can be manufactured with 1, 2, or more layers, with non-concentric internal filaments, including electrically isolative intermediate materials and in non-circular sections.
Extreme corrosion resistance – CRM Shock Coil Contact, Neural Site Contact
Pt10Ir-DFT-35N LT/Ag Pt20Ir-DFT-Tantalum
1 FWM
does not claim biocompatibility for any wire materials we produce. This must be determined for the final product assembly by the finish device manufacturer.
DFT
Titanium
Nitinol
conclusions
Q&A
6
DFT Applications
other Biostimulation or 1biocompatible electrical applications. 35N LT-DFT-28%Ag NiTi-DFT-28%Ag Pt10Ir-DFT-41%Ag
Q&A
12
CASE 3 – Corrosion, Conductivity
Application: Biostimulator with direct tissue contact Specifications: Highly inert outer surface for direct tissue stimulation Good overall material strength and fatigue resistance Good electrical conductivity Solution: Alloyed platinum shell with a conductive, pure platinum core.
NiTi, 10%Pt, 30%Pt
FWM DFT®
Competitive Product
© Jeremy E. Schaffer 2009 jeremy_schaffer@ +1 (260) 438 4119
Texture
DFT
Titanium
Nitinol
conclusions
conclusions
Q&A
2