镍钛合金 形状记忆合金 NiTi50

镍钛合金，又称为记忆合金或SMA（Shape Memory Alloy),是一种具有形状记忆能力的金属材料，伸缩率在20%以上，疲劳寿命达1*10的7次方，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求，是一种非常优秀的功能材料。在特定的温度条件下，可以表现出记忆性能和超弹性，且具有生物相容性、耐磨性、耐腐蚀性等特性，因此广泛应用于航空航天、能源工程和生物医学等领域。

镍钛合金其主要材料性能包括以下几个方面：

1、形状记忆效应：这是镍钛合金的核心特性。 形状记忆是当一定形状的母相由Af温度（镍钛合金的相变温度）以上冷却到Mf温度（马氏体转变温度）以下形成马氏体后，将马氏体在Mf以下温度形变，经加热至Af温度以下，伴随逆相变，材料会自动恢复其在母相时的形状。实际上形状记忆效应是镍钛合金的一个由热诱发的相变过程。

2、超弹性：镍钛合金具有极强的超弹性，其弹性可以达到8%，远高于普通金属材料。这种超弹性使得镍钛合金在承受较大应力时能够发生马氏转变，从马氏体变为奥氏体，从而吸收大量能量并变形，当应力去除后，又能够恢复到初始形状。镍钛合金展示的超弹性，使其在医学领域用途广泛。

3、耐磨耐腐蚀性：镍钛合金表面会形成一层致密的二氧化钛 (TiO₂) 氧化膜，起到物理和化学屏障的作用，从而使镍钛合金具有优异的抗腐蚀性，有研究表明镍钛丝的抗腐蚀性能与不锈钢丝相仿。由于镍钛合金超弹性及马氏体自适应行为、良好的应变硬化能力和抗疲劳性使它的耐磨性能高于一般材料。

4、生物相容性：在生物相容性方面，与临床参考对照材料AISI 316L不锈钢相比，镍钛没有细胞毒性、神经毒性、遗传毒性或过敏性，且镍钛的应力-应变行为与骨骼和肌腱非常相似，因此使用镍钛可以缩短愈合时间，减少对周围组织的创伤，且能够与人体组织兼容，不会引起明显的排异反应或过敏反应。这使得它可以安全的用于制造各种植入体和医疗器械，如植入物、支架、导管等。

5、抗毒性：镍钛形状记忆合金是一种镍钛等原子合金,含约50%的镍,而已知镍有致癌和促癌作用。一般情况下，表面钛氧化层充当了一种屏障，使Ni-Ti合金具有良好的生物相容性，表面层的TixOy和TixNiOy能抑制Ni的释放。

6、高强度和低密度：镍钛合金具有高强度和轻量化的特点，能够提供足够的强度同时保持器械和植入物的轻量化。这使得它在制造需要强度和轻量化的医疗器械和植入物时非常有用。

1、生物医疗领域

镍钛的另一个重要特性是其弹性模量低至接近天然骨材料，并且具有良好的生物相容性，独特的应力/应变响应，使其抗压强度高于天然骨材料，因此广泛应用于各种生物医学应用，例如医疗器械中的血管支架、心脏瓣膜，牙科矫正中的镍钛牙箍，血管介入手术中的导管等。

2、航空航天领域

镍钛合金因其优异的力学性能和轻量化特性，在航空航天与国防领域的应用得到扩展，如用于机翼调节器、燃油管道和传感器等关键部件。镍钛合金在航空航天领域也被用作智能材料，用于自适应结构、减震系统和形状可变部件。

3、智能材料与器件

镍钛合金用于制造柔性电子器件，利用镍钛合金材料的柔性和耐用性，制作可弯曲的显示屏和传感器。