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钛镍合金丝在医疗器械和外科植入物技术的应用
钛镍合金作为一种新型的智能材料,随着其研究的深入和应用面的拓展,国际工业发达国家纷纷制定记忆合金的材料和测试标准,以规范材料生产和工业应用。表1给出了在形状记忆合金材料领域较有影响力的美国标准ASTM F0263(医疗器械和外科植入物用可加工TiNi形状记忆合金技术规范)。鉴于在我国还没有形成规范的记忆合金材料相关国家技术标准,国家“十五”计划期间已着手起草“医疗器械和外科植入物用NiTi形状记忆合金加工材技术规范”国家标准和“医用记忆合金术语”、“非血管用NiTi记忆合金介入支架技术规范”等行业技术标准,其他相关标准也将逐步纳入编制计划。

TiNi二元形状记忆合金的有异性可归纳为以下五点:

(1)形状记忆效应。 多晶TiNi合金的单程记忆效应可达8%左右,除单程记忆效应外,TiNi合金经一定热处理(或称训练)后,如多次加热--冷却循环、约束加热和时效等,还可以产生双程和全程记忆效应,双程形状记忆效应稳定性好,最大可达6%,当应变小于1%时,双程记忆循环次数可达几百万次。

(2)超弹性。 从应力--应变曲线上看,可将超弹性分为线性超弹性和非线性超弹性,非线性超弹性也称相变伪弹性,TiNi合金的超弹性最高可达8%。

(3)阻尼特性。阻尼是材料对震动能吸收的量度,形状记忆合金由于马氏体相变的自协作和马氏体中形成的各种界面(孪晶面、相界面、变体界面)的滞弹性迁移会吸收能量,从而具有很好的阻尼特性。

(4)抗腐蚀性和生物相容性。国内外大量的耐腐蚀性、生物相容性、细胞毒性、致癌性、溶血性、致敏性等生物化学实验表明,TiNi合金与不锈钢、钴铬合金相比,具有更优良的生物相容性和耐蚀性,与纯Ti相似。

(5)较好的力学性能。TiNi合金室温屈服强度约为200MPa,δ=15%,αk=38J/cm,断裂强度为800~950MPa,同时具有较好的塑性应变能力,可被加工成很细的丝和薄板(直径或厚度<100μm)。
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