Nitinol on ainutlaatuinen muotomuistiseos, jolle on tunnusomaista sen kyky palauttaa automaattisesti alkuperäinen muotonsa plastisen muodonmuutoksen jälkeen tietyssä lämpötilassa. Sillä on merkittäviä ominaisuuksia, kuten erinomainen plastisuus, kulutuskestävyys, korroosionkestävyys, korkea vaimennus ja superelastisuus.
(1) Nikkelin ja titaanin seosten vaihesiirtymä ja ominaisuudet:
Nitinoli on nimensä mukaisesti binäärinen metalliseos, joka koostuu nikkelistä ja titaanista. Siinä on kaksi erilaista kiderakennefaasia, jotka tunnetaan nimellä austeniitti ja martensiitti, jotka läpikäyvät faasimuutoksen lämpötilan ja mekaanisen paineen perusteella. NiTi-lejeeringin jäähdytyssekvenssi sisältää lähtöfaasin, R-faasin ja martensiittifaasin. Austeniittifaasi, kuutiomainen ja stabiili korkeammissa lämpötiloissa tai kuormittamattomana, eroaa romboedrisen R-faasin kanssa, kun taas martensiittifaasi, kuusikulmainen ja sitkeä, on läsnä alhaisemmissa lämpötiloissa tai kuormitettuna.
(2) Nikkeli-titaaniseosten ainutlaatuiset ominaisuudet:
Muotomuistin ominaisuudet: Nitinol osoittaa muotomuistikäyttäytymistä, jossa materiaali palaa alkuperäiseen muotoonsa kuumennettaessa Af-lämpötilan yläpuolelle sen jälkeen, kun se on deformoitunut martensiittisessa vaiheessa Mf-lämpötilan alapuolella.
Superelastisuus: Nitinolilla on superelastisuus, mikä sallii sen kestää jännitykset yli elastisuusrajan, kun se altistuu ulkoisille voimille. Se voi automaattisesti palauttaa alkuperäisen muotonsa purkamisen yhteydessä.
Herkkyys suunsisäisille lämpötilan muutoksille: Oikomishoidon alalla suun sisäiset lämpötilan muutokset vaikuttavat minimaalisesti ruostumattomasta teräksestä ja CoCr-seoksesta valmistettuihin lankoihin. Nikkeli-titaanilangat ovat kuitenkin herkempiä näille lämpötilavaihteluille.
Korroosionkestävyys: Tutkimukset viittaavat siihen, että nikkeli-titaanilankojen korroosionkestävyys on verrattavissa ruostumattomien teräslankojen korroosionkestävyyteen.
Ei-myrkyllisyys: Atomikoostumuksensa, mukaan lukien nikkeli ja titaani, ansiosta Nitinol-muotomuistiseosta pidetään myrkyttömänä. Vaikka nikkelillä tiedetään olevan syöpää aiheuttavia vaikutuksia, sen pitoisuus nitinolissa on huomattavasti pienempi.
Hellävarainen ortodonttinen voima: Erilaisia oikomisjohtoja, kuten austeniittista ruostumatonta terästä, koboltti-kromi-nikkeli-, nikkeli-kromi-, australia-, kulta- ja titaaniseoslankoja, on saatavana kaupallisesti. Jokainen lankatyyppi soveltaa erilaisia voimatasoja oikomishoidossa.
Erinomaiset iskunvaimennusominaisuudet: Pureskelun tai yöllisen jauhamisen aiheuttama lisääntynyt kaarilangan tärinä voi johtaa haitallisiin vaikutuksiin hampaiden juuriin ja parodontaalisiin kudoksiin.
nitinoli
titaaniseoksesta valmistettu lanka
TopTiTechin nikkeli-titaanilanka
(3) Nikkeli-titaaniseoslankojen luokitus (Evans- ja Durning-luokitusmenetelmä):
Varhaisiin luokitteluihin kuuluivat kultainen kaarilanka, koboltti-kromiseoslanka ja ruostumattomasta teräksestä valmistettu pyöreä lanka (1940-luku).
Martensiittiset stabiloidut seokset, pääasiassa martensiittiset nikkeli-titaaniseokset, kehitettiin 1960-luvulla. Näillä kaarilangoilla on pienempi jäykkyys ja ne tuottavat kevyempiä korjausvoimia.
Austeniitilla aktivoiduilla lejeeringeillä, kuten 1980-luvulla käyttöön otetuilla kiinalaisilla ja japanilaisilla nikkeli-titaaniseoksilla, on austeniittista käyttäytymistä riippumatta niiden sijoituksesta suuontelon sisä- tai ulkopuolelle.
Martensiitilla aktivoidut nikkeli-titaaniseokset syntyivät 1990-luvulla. Näillä seoksilla on useita tiloja huoneenlämpötilassa, ne muuttuvat helposti ja niiden transformaatiolämpötila-alue (TTR) on alempi kuin suun lämpötila tai lähellä sitä.
Luokitetut termodynaamiset nikkeli-titaaniseokset, joiden TTR on korkeampi kuin suun lämpötila (noin 40 astetta), pysyvät useissa olomuodoissa, kun ne asetetaan suuonteloon, mikä johtaa suhteellisen pehmeään kaarilankaan.
(4) Nikkeli-titaaniseoslankojen kliiniset sovellukset:
Alkukohdistus ja tasoitus: Nikkeli-titaaniseoksesta valmistettuja kaarilankoja, joilla on superelastiset ja muotomuistiominaisuudet, käytetään yleisesti oikomishoidon alkuvaiheissa niiden alhaisemman jännitys-venymäkäyrän vuoksi.
Nikkelititaanijouset: Oikomishoidossa käytetyt jouset hyödyntävät nikkeli-titaanin superelastisuutta jännityksen tai puristuksen luomiseksi, mikä auttaa hampaiden liikkumisessa ja rakojen avaamisessa.
LH-kaarilanka: Dr. Soman Japanissa kehittämä "LH"-kaarilanka, joka on nimetty "Low Hystereesin" mukaan, osoittaa minimaaliset jännityserot aktivaation ja hampaan liikkeen välillä, mikä mahdollistaa sen palaamisen alkuperäiseen asentoonsa hitaasti.
