الخصائص الخاصة لسبائك النيكل والتيتانيوم
2024-02-25
1. خاصية الذاكرة الشكلية (sm) تشير إلى أنه عندما يبرد الطور الأم من درجة حرارة af إلى أقل من درجة حرارة mf لتشكيل المارتنسيت، ثم يتشوه المارتنسيت تحت درجة حرارة mf، وبعد ذلك يُسخن إلى أقل من درجة حرارة af ويحدث تحول عكسي للطور، مما يجعل المادة تستعيد شكلها تلقائيًا في الطور الأم عند درجة حرارة معينة. تأثير الذاكرة الشكلية هو في الواقع عملية تحول طور حراري في سبائك النيكل-تيتانيوم.
2. ما يُعرف بالمرونة الفائقة يشير إلى أن العينة تحت تأثير قوة خارجية تتعرض لانفعال أكبر بكثير من حد الانفعال المرن، وعند إزالة الحمل تستعيد طاقتها الانفعالية تلقائيًا. بمعنى آخر، في حالة الطور الأم، بسبب تأثير الإجهاد الخارجي، يحدث تحول طور مارتنسيت المحفز بالإجهاد، مما يجعل السلوك الميكانيكي للسبائك مختلفًا عن المواد العادية. حد المرونة لديها أكبر بكثير من حد المرونة للمواد العادية، ولا تتبع قانون هوك. بالمقارنة مع خاصية الذاكرة الشكلية، المرونة الفائقة غير مرتبطة بالحرارة. باختصار، المرونة الفائقة تعني أنه ضمن نطاق معين من التشوه، لا يزداد الإجهاد مع زيادة الانفعال. يمكن تقسيمها إلى مرونة فائقة خطية وغير خطية. في الحالة الأولى، تكون علاقة الإجهاد بالانفعال قريبة من الخطية. المرونة الفائقة غير الخطية هي نتيجة لتحول طور مارتنسيت المحفز بالإجهاد والتحول العكسي عند التحميل والتفريغ ضمن نطاق درجة حرارة فوق Af، ولذلك تسمى أيضًا بالمرونة الزائفة الناتجة عن تحول الطور. يمكن أن تصل المرونة الزائفة لتحول الطور في سبائك النيكل-تيتانيوم إلى حوالي 8%. تتغير المرونة الفائقة لسبائك النيكل-تيتانيوم مع ظروف المعالجة الحرارية. عندما يتم تسخين الأسلاك إلى 400 درجة أو أكثر، تبدأ المرونة الفائقة في الانخفاض.
3. حساسية تغير درجة حرارة الفم: قوة تقويم الأسنان لأسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ وأسلاك سبائك CoCr لا تتأثر بدرجة حرارة الفم. بينما تتغير قوة تقويم أسلاك النيكل-تيتانيوم فائقة المرونة مع تغير درجة حرارة الفم. عندما يكون التشوه ثابتًا، تزداد قوة التقويم مع ارتفاع درجة الحرارة. من ناحية، يمكن أن يسرع ذلك حركة الأسنان لأن تغير درجة حرارة الفم يمكن أن يحفز تدفق الدم في مناطق احتقان الدم الناتجة عن انسداد الشعيرات الدموية التي يسببها جهاز التقويم، مما يوفر تغذية كافية للخلايا المرممة ويحافظ على نشاطها ووظيفتها الطبيعية أثناء حركة الأسنان. من ناحية أخرى، لا يستطيع أطباء التقويم التحكم بدقة أو قياس قوة التقويم في بيئة الفم.
4. مقاومة التآكل: أظهرت بعض الدراسات أن مقاومة التآكل لأسلاك النيكل-تيتانيوم مشابهة لتلك الخاصة بأسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ.
5. مقاومة السمية: سبائك النيكل-تيتانيوم ذات الذاكرة الشكلية هي سبائك ذات تركيبة كيميائية خاصة، وهي سبائك تحتوي على حوالي 50% نيكل، والنيكل معروف بخصائصه المسرطنة والسمية. يعمل التيتانيوم في الطبقة السطحية على الأكسدة بشكل عام كحاجز، مما يجعل سبائك النيكل-تيتانيوم متوافقة حيويًا بشكل جيد. طبقات TixOy وTixNiOy السطحية تمنع إطلاق النيكل.
6. قوة تقويم ناعمة: الأسلاك التجارية المستخدمة حاليًا في تقويم الأسنان تشمل أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، وأسلاك سبائك الكوبالت-الكروم-النيكل، وأسلاك سبائك النيكل-الكروم، وأسلاك السبائك الأسترالية، وأسلاك الذهب، وأسلاك سبائك التيتانيوم. تمت مناقشة منحنيات الحمل-الإزاحة لهذه الأسلاك تحت ظروف اختبار الشد واختبار الانحناء الثلاثي النقاط. منحنى إزالة الحمل لسبائك النيكل-تيتانيوم لديه أدنى وأسطح منصة، مما يشير إلى أن هذه المنصة توفر أقوى وألين قوة تقويم مستمرة.
7. أداء امتصاص الصدمات الجيد: كلما زادت اهتزازات الأسلاك الناتجة عن المضغ وطحن الأسنان الليلي، زاد الضرر على الجذور والأنسجة المحيطة بالأسنان. أظهرت تجارب تخميد اهتزازات الأسلاك المختلفة أن مدى اهتزاز أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ أكبر من أسلاك النيكل-تيتانيوم فائقة المرونة، حيث أن مدى الاهتزاز الابتدائي لأسلاك النيكل-تيتانيوم هو نصف مدى اهتزاز أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ فقط. خاصية تخميد الاهتزاز الجيدة للأسلاك مهمة جدًا لصحة الأسنان، في حين أن الأسلاك التقليدية مثل أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ تميل إلى زيادة امتصاص جذور الأسنان.
الأخبار ذات الصلة