1、引(yin)言(yan)
镍(nie)钛(tai)合(he)金是一种形状(zhuang)记(ji)忆合金(jin)，在(zai)奥(ao)氏(shi)体状(zhuang)态(tai)下(xia)具有(you)超弹性(xing)特(te)性，具(ju)有良好(hao)的(de)机(ji)械(xie)性能，优(you)良(liang)的耐(nai)腐(fu)蚀性及(ji)生物(wu)相容性(xing)，在(zai)工业自动化控(kong)制，医(yi)疗(liao)器(qi)械(xie)等领(ling)域(yu)有(you)极其重(zhong)要的应用。传(chuan)统超弹性状态(tai)的镍钛(tai)合金通过时效(xiao)热(re)处(chu)理(li)工艺进行(xing)制(zhi)备，拉(la)伸(shen)测(ce)试(shi)时(shi)可(ke)获(huo)得“旗(qi)帜(zhi)”状态(tai)的(de)应(ying)力应(ying)变曲线。在介(jie)入(ru)医疗(liao)器(qi)械(xie)领(ling)域，因为刚(gang)性(xing)不(bu)足(zu)，镍(nie)钛(tai)合(he)金(jin)导(dao)丝在使用过程中(zhong)存在对器械支(zhi)持力不(bu)足(zu)的(de)问题(ti)，限制了(le)镍(nie)钛(tai)合金在介(jie)入医疗器(qi)械(xie)领域更进(jin)一步的(de)广(guang)泛(fan)应(ying)用。近年来发展(zhan)出(chu)一种(zhong)区别(bie)于传(chuan)统(tong)制备(bei)方(fang)法的线(xian)性超弹(dan)性合金。本(ben)文对线性超(chao)弹(dan)镍钛(tai)合(he)金(jin)和传(chuan)统(tong)超弹(dan)镍钛(tai)合金(jin)的性能差异(yi)作(zuo)一综述。
2、镍(nie)钛(tai)合(he)金(jin)试(shi)样(yang)的制备方法(fa)
2.1镍钛合(he)金(jin)的冶炼(lian)
镍(nie)钛合(he)金的(de)相(xiang)变温度对(dui)镍含(han)量(liang)的(de)变(bian)化(hua)十(shi)分(fen)敏感，1%的(de)镍含量变化(hua)能够引(yin)起相(xiang)变(bian)温度发生100℃的(de)变(bian)化(hua)[1]，本(ben)实验(yan)选用合金成分为(wei)Ni50.9at%-Ti的(de)镍(nie)钛(tai)合(he)金配比，经(jing)真空(kong)感应(ying)熔(rong)炼成(cheng)合(he)金铸(zhu)锭。
2.2镍(nie)钛(tai)合(he)金(jin)的(de)热(re)加工(gong)
镍(nie)钛合(he)金(jin)具有(you)良(liang)好的(de)高温(wen)延(yan)展性，当(dang)温(wen)度超过400℃以后，拉(la)伸(shen)强度下降，与(yu)此相(xiang)反(fan)，延伸率迅速(su)增加(jia)[2]。但(dan)当(dang)材料加(jia)工(gong)温(wen)度高(gao)于900℃时，合金(jin)表面将(jiang)剧烈(lie)氧(yang)化(hua)，产生NiTi-Ti4Ni3低熔(rong)点混合物相(xiang)，该(gai)相(xiang)是(shi)间隙(xi)氧(yang)污(wu)染(ran)物(wu)质(zhi)，具有(you)脆(cui)化合金的作用(yong)[3]。因(yin)此(ci)，热(re)加工(gong)会在(zai)800℃左(zuo)右温(wen)度(du)条件下进行(xing)，直(zhi)至(zhi)线(xian)材外(wai)径0.62mm。
2.3镍(nie)钛(tai)合金的冷(leng)加(jia)工
由(you)于镍钛(tai)合(he)金(jin)具有很高(gao)的加(jia)工硬(ying)化率(lv)，需(xu)采(cai)用(yong)合适的(de)道(dao)次变形(xing)量和变形速度(du)[4]。因此(ci)，在(zai)润(run)滑(hua)液作(zuo)用(yong)下，使用(yong)碳(tan)化钨(wu)材质拉丝(si)模(mo)，将丝材(cai)从(cong)0.62mm依次拉(la)拔(ba)至0.57-0.52-0.48mm，具体工(gong)艺(yi)参数(shu)见表(biao)1。
2.4超(chao)弹(dan)性(xing)处(chu)理
经(jing)冶(ye)炼，冷热(re)加(jia)工(gong)等(deng)工序处理，可获(huo)得(de)化学(xue)成分(fen)为Ni50.9at%-Ti，直径0.48mm的冷(leng)拉拔态线材。一(yi)组样品(pin)使用传(chuan)统(tong)热(re)处(chu)理(li)工艺(yi)（500℃×5min）进行时(shi)效(xiao)处(chu)理(li)，即传(chuan)统超弹性(xing)镍(nie)钛合(he)金线(xian)材(cai)；另(ling)一组样品(pin)使(shi)用线(xian)性(xing)超弹性(xing)处(chu)理(li)工艺进(jin)行加(jia)工，即(ji)线性(xing)超(chao)弹(dan)性(xing)镍(nie)钛(tai)合金(jin)丝(si)材。
3、线(xian)性超(chao)弹(dan)性(xing)和(he)传(chuan)统(tong)超(chao)弹性镍(nie)钛(tai)合金对(dui)比(bi)测(ce)试(shi)
3.1三(san)点(dian)弯曲测(ce)试(shi)
本实验使(shi)用(yong)美特斯(si)CMT6104型拉(la)伸机(ji)进(jin)行(xing)测(ce)试(shi)，在压(ya)缩(suo)模(mo)式下，按(an)照(zhao)GB/T232金(jin)属(shu)材(cai)料(liao)弯(wan)曲(qu)实(shi)验方(fang)法(fa)进(jin)行(xing)测试，测试条(tiao)件如下(xia)：环(huan)境(jing)温(wen)度(du)24℃，湿度(du)55%，试样跨距25mm，施(shi)力滚柱直径(jing)10mm，支承滚(gun)珠(zhu)直(zhi)径(jing)5mm。
图1为传(chuan)统(tong)超弹(dan)性(xing)丝材(cai)(a)和线(xian)性超(chao)弹(dan)性丝材(cai)(b)的三(san)点弯曲(qu)测试位(wei)移(yi)力值(zhi)曲(qu)线，表2则为对(dui)应(ying)的(de)三(san)点(dian)弯曲测(ce)试结(jie)果(guo)，从(cong)表2可见(jian)，在三(san)点(dian)弯(wan)曲条件下(xia)，线性(xing)超(chao)弹性(xing)比传统超(chao)弹(dan)性的弯曲(qu)弹性模(mo)量值(zhi)低(di)32.2%，这一(yi)特(te)性会(hui)让(rang)线性(xing)超弹(dan)性线材有更(geng)优(you)异的柔(rou)韧性。在介(jie)入(ru)医疗器械(xie)导(dao)丝应(ying)用(yong)领域，低模量，高柔韧(ren)性(xing)可(ke)以使(shi)得导丝(si)有(you)更佳的(de)通(tong)过病变(bian)的(de)能(neng)力(li)，即(ji)导丝会(hui)有(you)更好(hao)的推送(song)性[5]。同(tong)时，该特(te)性(xing)也表明，线性镍(nie)钛(tai)合金(jin)线材(cai)有(you)更(geng)优(you)异(yi)的(de)柔(rou)顺性，可以降(jiang)低导(dao)丝(si)与血管或(huo)腔(qiang)道的接触力，减轻导丝(si)在(zai)通(tong)过时对(dui)组织产(chan)生的(de)损(sun)伤(shang)。
3.2拉(la)伸测试(shi)
本实(shi)验(yan)使用(yong)美特斯CMT6104型(xing)拉伸机(ji)进(jin)行测试(shi)，按照(zhao)ASTMF2516超弹(dan)性镍钛(tai)合(he)金标(biao)准(zhun)拉伸测(ce)试方法进(jin)行(xing)测(ce)试(shi)，测(ce)试条(tiao)件如(ru)下：环(huan)境温(wen)度24℃，湿度(du)55%，试(shi)样(yang)标距500mm，第(di)一(yi)循(xun)环周期加(jia)载/卸载速(su)率(lv)为20mm/min，第(di)二(er)循环(huan)周(zhou)期(qi)加载(zai)速(su)率(lv)200mm/min。
图2为(wei)传(chuan)统超弹(dan)性(xing)丝材(a)和(he)线(xian)性(xing)超(chao)弹(dan)性丝材(cai)(b)的拉(la)伸(shen)测试(shi)曲线(xian)，表(biao)3则(ze)为(wei)对(dui)应的拉(la)伸(shen)测(ce)试(shi)结果(guo)，从图2及(ji)表3可见，在(zai)拉(la)伸(shen)模(mo)式下，该(gai)组(zu)对(dui)比样品(pin)在(zai)测(ce)试进入“屈(qu)服”阶(jie)段(duan)后，线(xian)性(xing)超弹性(xing)丝(si)材(cai)有更高(gao)的加载(zai)及卸载(zai)平台应(ying)力，在(zai)特征位(wei)置(zhi)3%应(ying)变处，上平台(tai)应(ying)力提(ti)高18.8%，下(xia)平(ping)台应力更(geng)是提高(gao)了(le)233.8%。该数据(ju)表明(ming)，在进(jin)入大应变区（应变(bian)大(da)于(yu)2%）之(zhi)后(hou)，线性超(chao)弹(dan)性合(he)金(jin)有(you)更(geng)高的强(qiang)度(du)，丝材的支(zhi)持力会(hui)更(geng)强(qiang)。在(zai)介入(ru)医疗器械(xie)导(dao)丝(si)应用领域，高(gao)应变(bian)条(tiao)件(jian)下(xia)，更(geng)高的(de)刚(gang)性(xing)支(zhi)持力可(ke)以使得导丝可以(yi)协助器械(xie)通过病变的能力得(de)到提(ti)高[5]。
4、结语
从上述三(san)点(dian)弯曲测(ce)试及(ji)拉伸(shen)测试(shi)可(ke)知(zhi)，线(xian)性(xing)超弹性(xing)镍(nie)钛合(he)金(jin)相对于(yu)传(chuan)统(tong)镍(nie)钛(tai)合金有(you)更优(you)异(yi)的推送(song)性，柔(rou)顺性，及支(zhi)撑力。在导(dao)丝(si)应(ying)用(yong)领域，该(gai)特(te)性可以帮(bang)助(zhu)镍钛合金(jin)可以(yi)更容易的通过(guo)复(fu)杂的血管或腔(qiang)道，进(jin)入病(bing)变区，并(bing)且(qie)能给器械的输送提(ti)供(gong)更(geng)高(gao)的(de)支(zhi)持力(li)，帮(bang)助(zhu)器械(xie)到(dao)达(da)病(bing)变(bian)区。
相(xiang)对(dui)于(yu)传统(tong)的镍(nie)钛合金，线(xian)性超(chao)弹(dan)性(xing)合金在(zai)介入医疗(liao)器械导(dao)丝(si)应(ying)用(yong)领(ling)域(yu)有着(zhe)极(ji)为(wei)广(guang)阔(kuo)的前景。
【参(can)考文(wen)献】
[1]郑玉(yu)峰，赵连成(cheng).生物(wu)医(yi)用镍钛合(he)金.科(ke)学出版(ban)社(she).2004.
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[4]袁(yuan)志山，王(wang)江波(bo)，李(li)崇(chong)剑(jian)，等.镍钛形(xing)状记(ji)忆合(he)金(jin)丝(si)材加工(gong)工艺(yi)及(ji)其(qi)影(ying)响因(yin)素(su).热(re)加工工艺.2008（5）：111-115.
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相(xiang)关(guan)链(lian)接
