Нитинол

Состав, свойства и назначение сплава "нитинол"

Нитинол – это сплав никеля (55%) и титана (45%). Наиболее изученное его свойство называется «память формы». Если никелид титана теряет вид, его нужно прогреть – металл самостоятельно вернется в заданную конфигурацию. Достаточно температуры +40 °C. Нагрев приводит к деформации кристаллической решетки нитинола, вещество переходит в другую фазу.

Применение нитинола

Можно купить нитинол марок ТН1 или ТН1К. Основной характеристикой изделий из этого сплава является именно постоянная температура восстановления после деформации. Неизменность этого показателя (а также очень узкий интервал её изменения) делает никелид титана востребованным. Параметр зависит от однородности никеля, а также точного процентного соотношения примесей, так что процесс производства нитинола трудоемкий и затратный.

Данная особенность позволяет использовать нитинол в таких сферах, как:

• Космическая отрасль;
• Авиационная техника;
• Кораблестроение;
• Изготовление деталей двигателей;
• Высокотехнологичная техника.

Материал нужен для производства антенн, скрученных в спираль. Детали выводят на орбиту Земли, нагревают под воздействием солнца. Из-за роста температуры структура разгибается. Из основных недостатков – цена нитинола, связанная со сложностью изготовления.

Сортамент и технология выпуска

Нитинол выпускается в форме проволоки, а также листового, сортового (круги, слитки) или трубного проката. Наиболее однородные по химической структуре слитки
сплава ТН1 с минимальным процентом включений ИМС Ti2Ni получают методом индукционной плавки в установке с холодным тиглем. Это может быть высокотемпературная, вакуумная или электродуговая печь, также нитинол можно изготовить плавкой под флюсом.

Технические параметры

Выпуск сплава регулируют только внутрипроизводственные технические условия, общего стандарта пока не существует. Как металл, нитинол обладает комплексом следующих свойств:

• эластичность;
• температура плавления +1240 °C;
• плотность 6,45 г/см³;
• уровень деформации 8%.

Как промышленный материал, никелид титана стоек к коррозии, биологически инертен, а также высоко прочен (настолько, что с трудом поддается механической обработке).

Никелид титана в медицине

В стоматологической сфере находит обширное применение. Открытие сплава стало прорывом для этой сферы деятельности. Старые дуги брекетов были стальными – для установки врачу приходилось проделывать процедуру еженедельно, постепенно прилагая усилия. Это крайне некомфортно для пациента. Современные стоматологические дуги изготавливают из нитиноловой проволоки – она постоянно и долгосрочно давит на зубы, приводя к желаемой форме. Это позволяет снизить объем прямого участия врача в процессе терапии.

Считается, что ионы никеля способны выходить из состава. Это делает невозможным применение во всех медицинских направлениях. Учитывая экспериментальный опыт, часть ученых считают нитинол вредным аллергеном. Другие полагают, что он не вредит человеческим тканям.