镍钛形状记忆合金的材料学特征与医学应用

"■-—= —-m~材料科学与工程学院《材料学科前沿》文献综述题目：钛镍记忆合金在医学领域的应用学生姓名：_________ 张鑫禾I」 _________学号：090601210 _________________专业：____________ 金属材料工程 ______评阅教师：__________________________"■-—= —-m~2012年4月钛镍记忆合金在医学领域的应用摘要：目前镍钛形状记忆合金研究论文数目已居马氏体相变研究领域之首, 而且该材料的应用已涉及诸如电子、机械、医疗、能源、宇航、及日常生活等领域, 显示出强劲的发展势头。

近几年来，在国内外掀起了钛镍合金临床推广应用的高潮。

关键词：钛镍形状记忆合金；基本性质；医学应用、尸■、亠前言钛镍形状记忆合金作为一种集感知和驱动为一体的新型功能材料, 是智能材料结构的重要组员[1], 具有重要的理论及应用研究价值。

钛镍形状记忆合金是一种强度高、耐腐蚀、生物相容性好、无毒、有医学应用前景的功能性材料它在低温相变形后，只需稍加20~300C的温度就能恢复母相所记忆的形状，其伸缩率在20%以上，疲劳寿命达107 次，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，具有一般金属无法想象的性质。

因此，普遍应用于口腔科和骨科等诸多医学领域。

近些年来，钛镍记忆合金在治疗各类骨折中更是有着无可取代的重要作用。

下面我将介绍钛镍形状记忆合金的基本特性及在医学中的应用。

1、钛镍记忆合金的生物相容性生物相容性是形状记忆合金能否用于人体的最重要因素[2]。

生物相容性良好的材料在生物体内不会引起过敏反应,不会释放任何离子到生物体的血液中去; 在生物体长久存在而不会发生有害反应。

生物相容性和材料表面特性与生物体炎症及过敏反应密切相关。

许多因素, 如患者健康情况、年龄、免疫状态和材料特性（表面粗糙性、孔隙率、元素毒性）等都可影响人体炎症及过敏反应。

为了评价镍钛形状记忆合金的生物相容性, 防止应用后对机体产生危害, 许多研究对形状记忆合金的每一种元素进行了分析测试。

镍钛形状记忆合金相变滞后镍钛形状记忆合金是一种具有特殊性能的金属材料。

它能够在受到外界刺激时发生相变，并在消除刺激后恢复到原始形状。

这种材料的相变滞后是指在相变过程中，其形状改变的时间滞后于外界刺激的时间。

本文将探讨镍钛形状记忆合金的相变滞后现象，并探讨其应用领域和未来发展方向。

我们来了解一下镍钛形状记忆合金的基本特性。

镍钛形状记忆合金的相变是由于其晶体结构的改变所引起的。

在高温状态下，镍钛合金的晶体结构呈现为奥氏体结构，此时其形状可被任意改变。

当温度下降到一定程度时，镍钛合金会发生相变，晶体结构转变为马氏体结构。

在这个过程中，镍钛合金的形状会发生改变，并且能够记忆其原始形状。

当温度再次升高时，镍钛合金会再次发生相变，恢复到原始形状。

然而，镍钛形状记忆合金的相变滞后现象给其应用带来了一定的挑战。

相变滞后意味着镍钛合金的形状改变并不会立即发生，而是需要一段时间。

这种滞后现象对于一些应用来说可能是不可接受的。

因此，科学家们一直在努力研究如何减小相变滞后，以提高镍钛形状记忆合金的应用性能。

在研究中，科学家们发现，相变滞后现象与镍钛合金的组成和处理方式有关。

通过调整合金的成分，可以改变相变滞后的程度。

此外，通过优化材料的加工工艺和热处理条件，也可以改善相变滞后现象。

这些研究为减小相变滞后提供了理论基础和实验依据。

除了研究相变滞后现象本身，科学家们还在探索镍钛形状记忆合金的应用领域。

由于镍钛合金可以根据外界刺激改变形状，因此被广泛应用于医疗领域。

例如，它可以用于制造心脏支架，通过改变形状适应血管的变化。

此外，镍钛合金还可以用于制造矫正器、牙套等医疗器械，帮助矫正牙齿。

这些应用充分发挥了镍钛合金的相变滞后特性，为患者提供了更好的治疗效果。

未来，随着科学技术的不断进步，镍钛形状记忆合金的应用领域还将不断拓展。

例如，在机械工程领域，镍钛合金可以用于制造自适应结构，使机械设备能够根据工作状态自动调整形状，提高工作效率。

镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。

它的伸缩率在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，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，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。

记忆合金除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点。

钛合金用途：钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。

另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。

还有抗磨性差，生产工艺复杂。

钛的工业化生产是1948年开始的。

航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约8%的增长速度发展。

世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。

钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。

钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。

此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。

镍钛合金丝的临床应用：1、用于患者牙列的早期排齐整平由于镍钛合金弓丝的超弹性和形状记忆性能以及较低的应力-应变曲线，目前临床上常规将镍钛合金弓丝作为最初期纳入矫治体系的弓丝，这样，患者的不适感会大大减低。

由于目前存在几种不同直丝弓矫治技术，MBT技术推荐使用0.016英寸热激活镍钛合金弓丝（HANT丝），DEMON自锁托槽技术推荐使用由Omcro 公司生产的含铜的热激活镍钛合金弓丝（相变温度大概在40度左右），O-PAK矫治技术推荐使用0.016英寸超弹性镍钛合金弓丝用于早期排齐整平。

2、镍钛弹簧：镍钛推簧与拉簧是一种用于牙齿正畸的弹簧，具有镍钛超弹性的特别，适合于正畸矫治开拓牙齿间的间隙和向不同方向牵拉牙齿。

镍钛螺旋弹簧伸长1mm可产生大约50g的力。

TiNi形状记忆合金接骨板治疗锁骨中段粉碎性骨折【摘要】本文主要介绍了TiNi形状记忆合金接骨板在治疗锁骨中段粉碎性骨折中的应用。

首先介绍了锁骨中段粉碎性骨折的概述，然后详细解释了TiNi形状记忆合金的特点。

接着阐述了TiNi形状记忆合金接骨板的设计原理和临床应用，以及对其临床疗效的观察和副作用与并发症的预防措施。

最后总结了TiNi形状记忆合金接骨板治疗锁骨中段粉碎性骨折的疗效，展望了未来的前景。

本文旨在为医学工作者提供关于该治疗方法的全面信息，以帮助提高治疗效果和减少并发症的发生率。

TiNi形状记忆合金接骨板有望成为治疗锁骨中段粉碎性骨折的首选方案，为患者带来更好的康复效果。

【关键词】锁骨中段粉碎性骨折、TiNi形状记忆合金、接骨板、设计原理、应用、临床疗效、副作用、并发症、手术操作技巧、疗效分析、展望、前景、结语。

1. 引言1.1 锁骨中段粉碎性骨折概述锁骨是人体的一个重要骨骼结构，连接着肩胛骨和胸骨，起着支撑上肢和保护内脏器官的作用。

锁骨中段粉碎性骨折是一种常见的骨折类型，通常是由于直接暴力作用导致的，比如跌倒、交通事故等。

锁骨中段粉碎性骨折的临床表现主要包括疼痛、肿胀、局部压痛、活动受限等症状，严重的情况下可能伴有皮下出血、皮下气肿等并发症。

锁骨中段粉碎性骨折一旦发生，除了保持局部休息外，通常需要及时进行诊断和治疗，以避免留下后遗症。

1.2 TiNi形状记忆合金介绍钛镍形状记忆合金（TiNi合金），又称超弹性合金，是一种具有特殊形状记忆效应和超弹性的金属合金材料。

它具有形状记忆性和超弹性的独特特性，使其在医疗器械领域得到广泛应用。

TiNi合金的最大特点是可以在一定温度范围内实现变形和恢复两种不同形态之间的转换。

在医疗领域中，TiNi形状记忆合金被广泛应用于骨科领域，特别是在骨折治疗中。

其应用于接骨板设计中，可以在外科手术中更好地恢复骨折处的功能。

相比传统的金属接骨板，TiNi形状记忆合金接骨板更适合长期植入，因为它不会引起排异反应或炎症反应。

镍钛合金在医学上的应用材料科学与工程学院08级热处理1班单珺 080102010005一、镍钛合金的发展历史可分为3 个阶段:1、1963 年～1986 年, 开展了初步的基础研究, 包括相变行为、晶体结构、显微组织、力学性能和冶炼加工制备技术等。

20 世纪70 年代初, 美国Raychem 公司成功研制了NiTiFe 航空用液压管路接头和紧固件, 并应用于F14 战斗机中, 成为镍钛合金第一个成功的工业应用实例。

、2、1987 年～1994 年, 深入细致地研究了基础理论, 包括马氏体的三变体自协作形状恢复机制、线性超弹性和非线性超弹性的影响因素等 , 这个阶段是镍钛合金工程的鼎盛时期。

3、1995 年至今, 一些新的镍钛合金加工技术和基础理论问题不断出现, 如镍钛合金的表面改性技术、激光加工技术和脉动疲劳寿命测试等。

二、NiTi合金形状记忆效应的原理和特性所谓"形状记忆效应"是指NiTi合金对它的金相几何形状有“记忆”本领，宏观而言，将一定形状的合金试样，低温塑形形变后，再将试样加热，试样又回复到它原来的形状，同时，产生巨大的回复力，例如横截面积为lcm²的合金棒，相变时产生850Okg的力。

记忆效应分三种:(1)单向记忆:低温金相受力变形，高温金相回到原状。

C2)双向记忆:能记住高温与低温金相，随温度而发生顺、逆性变化。

(3)全程记忆:机理不甚明了，可能是金相中的一种内应力场起了主要作用。

形状记忆效应的应变量依合金的种类而各有所异，约5-20%之间(一般金属小于0.5%),NiTi合金为8%。

形状记忆合金具有“热弹性马氏体型”相变。

NiTi合金为例，高温奥氏体相为体心立方有序晶体结构CaCl型B2晶格，低温马氏体相(M)为单斜畸变结构Bl9晶格，从B→M，存在一个对双程记忆效应起着重要作用的R相变。

在B2=R，R=M和R2=M的顺、逆相变中，母和子相中相邻原子位置不变，只是界面上原子发生协作位移-晶体切变。

NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究一、本文概述本文旨在深入探讨NiTi形状记忆合金的超弹性特性及其在医学应用领域的广泛影响。

NiTi，即镍钛合金，以其独特的形状记忆效应和超弹性，在众多工程领域中占据了举足轻重的地位。

尤其在医学领域，NiTi形状记忆合金的应用已逐渐成为研究热点，其在牙科、骨科、心血管科等领域的应用前景广阔。

本文将首先介绍NiTi形状记忆合金的基本特性，包括其形状记忆效应和超弹性的原理及其产生机制。

随后，将重点讨论NiTi合金在医学领域的应用现状，包括其在牙科正畸、骨科植入物、心血管支架等方面的实际应用案例。

本文还将探讨NiTi合金在医学应用中的优势和挑战，以及未来可能的发展方向。

通过对NiTi形状记忆合金超弹性特性的深入研究，以及对其在医学应用领域的系统梳理，本文旨在为相关领域的研究者提供有价值的参考，为推动NiTi合金在医学领域的进一步发展提供理论支持和实践指导。

二、NiTi形状记忆合金的基本性质NiTi形状记忆合金，也被称为镍钛合金，是一种独特的金属合金，其特性源于其独特的晶体结构和相变行为。

NiTi合金由大约50%的镍（Ni）和50%的钛（Ti）组成，其原子比例接近等原子比，这使得它具有非凡的形状记忆效应和超弹性。

形状记忆效应：NiTi合金的形状记忆效应是指合金在经历一定的塑性变形后，通过加热到某一特定温度（即Af温度以上），能够恢复其原始形状的特性。

这种效应源于合金内部发生的可逆马氏体相变。

在低温下，合金处于马氏体相，具有较高的塑性；而在高温下，合金转变为奥氏体相，具有较低的塑性。

当合金在马氏体相下发生塑性变形后，再加热至奥氏体相，合金就能通过相变恢复其原始形状。

超弹性：NiTi合金的超弹性是指合金在受到外力作用时，能够发生大的弹性变形而不产生永久塑性变形的特性。

这种特性使得NiTi 合金在受到外力后，能够迅速恢复到原始状态，具有良好的回复性。

超弹性的产生与合金内部的应力诱发马氏体相变有关。

形状记忆合⾦在医学上的应⽤论⽂名：形状忆合⾦在医学上的应⽤学院：材料与化⼯学院专业：⾦属材料⼯程班级：学号：姓名：内容摘要形状记忆合⾦的研究是近⼏年⼯程技术界颇为关注的⼀项⾼新尖技术，其在航空航天、机械电⼦、⼯程建筑、医学医疗等相关领域已取得了⼀些应⽤性研究成果.本⽂介绍了形状记忆合⾦特点、功能、以及在现代医学中的研究与应⽤的现状与发展趋势.关键词形状记忆合⾦医学领域1.前⾔在⼈类⽂明发展史上，材料是科学技术进步的重要⽀柱，也是社会进步的物质基础。

在科技⽇新⽉异的今天，新材料更是⾼科技发展的先导。

形状记忆合⾦正是新科技领域的⼀朵奇葩，正在灿烂的绽放。

1932年，瑞典⼈奥兰德在⾦镉合⾦中⾸次观察到"记忆"效应，即合⾦的形状被改变之后，⼀旦加热到⼀定的跃变温度时，它⼜可以魔术般地变回到原来的形状，⼈们把具有这种特殊功能的合⾦称为形状记忆合⾦。

记忆合⾦的开发迄今不过20余年，但由于其在各领域的特效应⽤，正⼴为世⼈所瞩⽬，被誉为"神奇的功能材料"。

1963年，美国海军军械研究所的⽐勒在研究⼯作中发现，在⾼于室温较多的某温度范围内，把⼀种镍-钛合⾦丝烧成弹簧，然后在冷⽔中把它拉直或铸成正⽅形、三⾓形等形状，再放在40 ℃以上的热⽔中，该合⾦丝就恢复成原来的弹簧形状。

后来陆续发现，某些其他合⾦也有类似的功能。

这⼀类合⾦被称为形状记忆合⾦。

每种以⼀定元素按⼀定重量⽐组成的形状记忆合⾦都有⼀个转变温度；在这⼀温度以上将该合⾦加⼯成⼀定的形状，然后将其冷却到转变温度以下，⼈为地改变其形状后再加热到转变温度以上，该合⾦便会⾃动地恢复到原先在转变温度以上加⼯成的形状。

1969年，镍--钛合⾦的“形状记忆效应”⾸次在⼯业上应⽤。

⼈们采⽤了⼀种与众不同的管道接头装置。

为了将两根需要对接的⾦属管连接，选⽤转变温度低于使⽤温度的某种形状记忆合⾦，在⾼于其转变温度的条件下，做成内径⽐待对接管⼦外径略微⼩⼀点的短管(作接头⽤)，然后在低于其转变温度下将其内径稍加扩到该接头的转变温度时，接头就⾃动收缩⽽扣紧被接管道，形成牢固紧密的连接。

记忆金属材料记忆金属材料是一种具有记忆功能的特殊材料，它可以根据外界环境的改变自主地改变形状并恢复到原始状态。

记忆金属材料具有优异的机械性能和记忆性能，因此在许多领域中有着广泛的应用。

下面将介绍记忆金属材料的特点以及其应用领域。

记忆金属材料主要由镍钛合金（Ni-Ti合金）构成，它具有独特的记忆性能。

在常温下，记忆金属材料处于一种称为奥氏体相的状态，此时其原子结构呈现规则有序的状态。

当记忆金属材料受到外界力学变形时，其原子结构会发生相变，从奥氏体相转变为马氏体相。

在较高温度或力加载的情况下，马氏体相可以恢复到奥氏体相，使材料恢复到原来的形状。

记忆金属材料具有以下几个特点：1. 形状记忆性能：记忆金属材料在经历形状变化后，可以随着温度的变化恢复到原来的形状。

这种形状记忆性能使得记忆金属材料可以应用于各种需要自适应形状的领域。

2. 变形记忆性能：记忆金属材料在受到外界力学变形时，可以自主改变形状，并在条件适宜时恢复到初始形状。

这种变形记忆性能使记忆金属材料成为一种理想的动态结构材料。

3. 超弹性：记忆金属材料在受到变形时具有较大的弹性变形范围，能够恢复到原始形状而不发生塑性变形。

这种超弹性使记忆金属材料在弯曲、扭转和拉伸等应用中具有良好的耐久性。

记忆金属材料在许多领域中有着广泛的应用，以下是其中几个主要领域：1. 医疗器械：记忆金属材料可以用于制造支架、修复装置和植入器材等医疗器械。

例如，在心血管介入治疗中，可以使用记忆金属支架来展开狭窄的血管，恢复其正常血流。

2. 航空航天：记忆金属材料可以用于制造飞机和航天器的结构件。

在航天器发射时，记忆金属材料可以折叠成较小的形状，便于运输和发射后再恢复到原来的形状。

3. 汽车制造：记忆金属材料可以用于汽车零部件的制造，如传感器、减震器和发动机阀门等。

在碰撞事故发生时，记忆金属材料可以吸收撞击能量，并恢复到原始形状，减小车辆损坏程度。

4. 机器人技术：记忆金属材料可以应用于机器人的关节和构造部件中，使机器人具有自我修复和自适应形状等功能。

一、镍钛合金双程形状记忆材料的介绍镍钛合金是一种具有双程形状记忆特性的新型智能材料，它可以在特定的温度下发生形状记忆效应，即在被变形后，当再次加热至特定温度时能够恢复原来的形状。

这种材料具有良好的可塑性和可变形性，可以被用于各种形状记忆应用中。

目前，镍钛合金双程形状记忆材料已经被广泛应用于医疗、航空航天、汽车以及电子等领域。

二、镍钛合金双程形状记忆训练方法的意义1. 提高形状记忆训练效率镍钛合金双程形状记忆训练方法能够帮助个体更快速地掌握使用形状记忆材料进行变形和恢复的技能，从而提高形状记忆训练的效率，减少训练周期，提高形状记忆材料的应用水平。

2. 提高形状记忆材料的应用价值通过镍钛合金双程形状记忆训练方法的实施，可以培养更多的形状记忆材料的专业人才，提升形状记忆材料在各行业中的应用价值，推动形状记忆材料技术的发展。

三、镍钛合金双程形状记忆训练方法的内容和步骤1. 理论学习阶段（1）介绍镍钛合金双程形状记忆材料的基本特性和应用领域；（2）讲解形状记忆训练的重要性和意义；（3）学习形状记忆材料的基本工作原理和热力学原理。

2. 操作训练阶段（1）模拟形状记忆材料的变形和恢复过程，分析变形和恢复的原因和条件；（2）学习使用形状记忆材料进行手工制作和实际应用；（3）进行形状记忆材料的模拟实验和实际操作训练。

3. 应用实践阶段（1）参与形状记忆材料在医疗、航空航天、汽车、电子等领域的实际应用项目；（2）参与形状记忆材料的新产品研发和应用推广，提高形状记忆材料的应用技术水平。

四、镍钛合金双程形状记忆训练方法的实施途径1. 学校教育培训通过学校开设相关的形状记忆材料课程，引导学生对形状记忆材料的认识和应用，培养形状记忆材料专业人才。

2. 企业内训各行业企业可根据自身需要，开展形状记忆材料的内训活动，提升员工的应用技能和实践能力。

3. 研究机构合作形状记忆材料的研究机构可以与相关行业合作，开展形状记忆训练项目，推进形状记忆材料的应用和发展。

形状记忆合金（简称SMA）是一种新型的功能材料,它已成为功能材料领域的研究热点之一。

本文介绍了形状记忆合金的特性，综述了形状记忆合金的发展历程、研究现状及应用特点，最后分析了形状记忆合金的发展趋势。

关键词：形状记忆合金；功能材料；形状记忆效应一．引言形状记忆材料是集感知和驱动于一体的特殊功能材料,其中形状记忆合金是形状记忆材料中较为重要的材料之一。

形状记忆合金(Shape Memory Alloy简称SMA)是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形状后,通过加热到某一临界温度以上又可恢复成初始形状的一类合金。

二．形状记忆合金的特性1．形状记忆效应：形状记忆合金经适当的热处理后具有恢复形状的能力,这种能力被称为形状记忆效应(Shape memory effect简称SME)。

形状记忆效应按恢复情况分为单程形状记忆效应、双程形状记忆效应和全程形状记忆效应。

2．超弹性效应：形状记忆合金受到外力时发生形变,去除外力后就恢复原状，这种现象称为超弹性。

形状记忆合金在发生超弹性形变时,诱发了马氏体相变, 去除外力后,又发生马氏体逆相变。

3．阻尼特性：形状记忆合金由于马氏体相变的自协调和马氏体中形成的各种界面(孪晶面、相界面、变体界面)及界面运动,而具有很好的阻尼特性。

4．电阻特性：吴小东等研究表明,对于初始组织为马氏体的Ni-Ti合金,在拉伸过程中电阻与应变之间呈线性关系;对于初始组织为奥氏体或奥氏体、马氏体两者混合的Ni-Ti合金,当发生应力诱发马氏体相变后,曲线的斜率降低,相变前后电阻-应变关系保持线性关系。

三．形状记忆合金的研究进展形状记忆效应最早是1932年由Olander在研究Au-Cd合金时发现的[7]。

1963年,美国海军武器实验室布勒(Buehler)等发现了钛镍合金具有形状记忆效应[8]。

1964年Cu-Al-Ni也被发现有这种效应[9]。

70年代以后，科学家又在304奥氏体不锈钢和Fe-18.5Mn中发现了这种效应[10]。

形状记忆镍钛合金的应用1.引言1.1 概述形状记忆镍钛合金是一种具有特殊性能的材料，它能够在受到外界刺激时发生形状变化并在去除刺激后恢复原状。

这种合金以其独特的形状记忆效应而得名。

形状记忆镍钛合金具有可以记忆两种不同形状的能力，即"正相变形"和"逆相变形"，这使得它在多个领域具有广泛的应用前景。

在医疗领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造医疗器械和植入物，如支架、夹具、心脏起搏器等。

它们具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，可以适应人体的变化并提供有效的治疗。

在航空航天领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造航天器和飞机的零部件。

它们可以在极端的温度和压力下保持结构的稳定性，并具有减轻重量和提高安全性的优势。

在汽车工业领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造汽车零部件，如刹车片、引擎部件等。

它们可以在高温和高速条件下提供可靠的性能，并具有耐磨损和耐腐蚀的特点。

在建筑领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造具有自适应功能的建筑结构，如自动调节温度和光线的窗户、门等。

它们可以根据外部环境的变化自动调整形状，提高建筑物的舒适性和节能性。

在电子领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造电子元件和传感器。

它们可以根据电磁场、温度和应力等因素的变化精确控制形状和尺寸，提供更高的性能和可靠性。

总之，形状记忆镍钛合金的应用领域非常广泛，具有巨大的发展潜力。

随着科学技术的不断进步和创新，对其应用的研究和开发将会越来越深入，为各行各业带来更多的创新和突破。

1.2 文章结构本文将围绕形状记忆镍钛合金的应用展开，主要内容分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分概述了文章的主题以及形状记忆镍钛合金的基本概念，介绍了本文的结构和目的。

正文部分主要包括以下几个方面的内容：2.1 形状记忆镍钛合金的定义和特性：详细介绍形状记忆镍钛合金的定义和特点，包括它的形状记忆效应、超弹性等性质，以及其在不同温度和应力条件下的行为。

2.2 形状记忆镍钛合金在医疗领域的应用：探讨形状记忆镍钛合金在医疗器械、植入物等方面的应用，如支架、矫正器、闭合器等，以及它的优势和局限性。

形状记忆合金丝的应用形状记忆合金丝是一种具有特殊性能的材料，在工业制造和科学研究领域有着广泛的应用。

本文将介绍形状记忆合金丝的基本特性，以及其在各个领域的具体应用，并探讨其未来在技术创新中的潜在应用。

一、形状记忆合金丝的基本特性形状记忆合金丝是一种可以恢复到预设形状的智能材料，它通常由镍钛合金等特定合金组成。

最重要的特性之一就是其“记忆”功能，即通过加热或施加力的方式，可以使其返回到之前设定的形状。

这种特性使得形状记忆合金丝在各种工程和科学应用中有着广泛的用途。

二、形状记忆合金丝的应用领域1. 医疗领域形状记忆合金丝在医疗器械中有着重要的应用。

在心血管介入手术中，可以利用其形状记忆的特性，使支架在体内展开并固定在需要的位置；在牙科治疗中，也可以利用形状记忆合金丝的特性来制作牙齿矫正器和牙齿内置设备。

2. 汽车工业在汽车工业中，形状记忆合金丝可以被用于发动机和车身部件的控制装置，例如利用其形状记忆特性来调整汽车运动中的零部件位置，提高汽车的性能和舒适性。

3. 建筑工程在建筑工程中，形状记忆合金丝可以被用于控制建筑物中的柱子、横梁等结构元件的变形和应力分布，从而提高建筑物的稳定性和安全性。

4. 电子领域形状记忆合金丝可以被应用在微型机械装置中，例如在微型电机、传感器、微型执行器等方面。

其形状记忆特性可以用来控制微型装置的位置和运动，从而实现微型机械系统的精确控制。

5. 其他领域形状记忆合金丝还可以被应用在航空航天、纺织、家电等多个领域，为技术创新和产品改进提供可能性。

三、形状记忆合金丝的未来应用随着科技的不断发展，形状记忆合金丝在未来将有更广泛的应用前景。

在生物医学工程领域，可以开发更精密的生物医学设备，利用其形状记忆特性进行精确的操作和治疗；在机器人领域，可以利用其形状记忆特性使机器人的结构更加灵活和智能；在新能源领域，可以利用其形状记忆特性制造更高效的能源转换装置等。

形状记忆合金丝作为一种智能材料，其在各个领域的应用将会不断拓展和深化，为人类生活和工业生产带来更多便利和可能性。

形状记忆合金的机理及其应用形状记忆合金，又称记忆合金，是一种具有记忆性能的特殊金属合金材料。

它能够在一定温度范围内实现弹性形变，并且在去除外力的情况下能够恢复原来的形状。

这种神奇的材料被广泛应用于医疗器械、航空航天、汽车制造等领域，具有非常重要的意义。

形状记忆合金的机理形状记忆合金是由金属元素和非金属元素的合金组成，其最著名的代表是镍钛合金（NiTi）。

这种合金具有独特的内部晶体结构，在一定温度范围内具有“记忆效应”。

形状记忆合金的记忆效应是由于其内部晶体结构的变化而产生的。

在形状记忆合金的相变温度范围内，晶体结构由低温相变为高温相，这种相变过程伴随着晶格的变化。

当形状记忆合金在高温相状态下被弯曲或拉伸，然后在低温相状态下重新加热时，晶体结构发生改变，原本被弯曲或拉伸的部分会恢复到原来的状态，这就是形状记忆合金的记忆效应。

1. 医疗器械领域形状记忆合金在医疗器械领域有着广泛的应用。

比如在心脏支架的制造中，形状记忆合金能够在体内被压缩成小体积，通过血管输送到需要的位置后再恢复成原来的形状，起到支撑作用。

在牙齿正畸治疗中，也可以使用形状记忆合金制成的矫正器，通过温度变化来调整器件的形状，从而达到矫正牙齿的目的。

2. 航空航天领域在航空航天领域，形状记忆合金也有着重要的应用。

比如在航空发动机的控制系统中，可以使用形状记忆合金制成的零件来实现精确的控制和调节。

还可以利用形状记忆合金制成的材料来制造航天器的折叠结构，以减小发射时的体积，节约空间和成本。

3. 汽车制造领域在汽车制造领域，形状记忆合金被广泛用于汽车零部件的制造。

比如在汽车发动机的喷油系统中，可以使用形状记忆合金制成的喷嘴，通过温度变化来控制油水的喷射角度和强度，从而提高发动机的燃烧效率。

在汽车碰撞安全系统中，形状记忆合金也可以用来制造碰撞缓冲材料，以提高汽车的碰撞安全性能。

外科植入物镍钛形状记忆合金标准外科植入物是一种被植入人体用于恢复、替代或增强功能的医疗器械。

其中，镍钛形状记忆合金是一种广泛应用于外科植入物制造的材料。

本文将从镍钛形状记忆合金的特性、制造工艺、外科应用和潜在的发展方向等方面来详细介绍。

镍钛形状记忆合金，通常简称为NiTi合金，由镍和钛两种金属元素组成，具有一种独特的性能，即具备形状记忆和超弹性。

形状记忆效应是指材料在经历变形后，可以通过热回复到原始形态。

超弹性则是指材料可以经受巨大应力变形，但在去除应力后能够完全恢复原始形态，而不产生永久性变形。

这些特性使得镍钛形状记忆合金成为一种理想的外科植入材料。

制造镍钛形状记忆合金的一种常用方法是通过真空熔炼和热处理。

首先，将合适比例的镍和钛加热至高温熔化并在真空环境中进行合金化处理。

然后，通过控制冷却速率和固溶温度等参数，形成合金的晶体结构和形状记忆特性。

最后，利用机械加工或电火花加工等工艺对合金进行加工，制成不同型号和尺寸的外科植入物。

镍钛形状记忆合金在外科植入物中的应用非常广泛。

其中，最常见的应用是在心血管领域。

镍钛支架作为一种生物相容材料，被用于支持病变血管，恢复血流通畅，预防血管再狭窄。

此外，镍钛导丝和镍钛片等也常被用于心脏手术中的修复和替代甚至在牙科领域用作牙齿矫正器具。

除了心血管领域，镍钛形状记忆合金还被广泛运用于骨科植入物。

例如，镍钛合金螺钉和板材可用于骨折修复，镍钛形状记忆合金也可以制成人工关节，用于关节置换手术。

此外，镍钛形状记忆合金的高弹性特性还可以用于牵引矫形术中，纠正脊柱畸形。

尽管镍钛形状记忆合金在外科植入物中具备许多优点，例如生物相容性、可形状记忆性和超弹性，但是还有一些潜在的发展方向可以进一步提高其性能。

首先，改善合金材料的耐蚀性，以满足长期体内植入的要求。

其次，研发更具定制化的材料，以适应不同患者的需求。

此外，也可以研究镍钛形状记忆合金与其他材料的复合应用，以获得更好的性能和效果。

Ni—Ti系形状记忆合金的应用作者：吴怡来源：《硅谷》2014年第10期摘要文章介绍了Ni-Ti形状记忆合金的本质，Ni-Ti-X三元形状记忆合金的种类、性质与应用，Ni-Ti形状记忆合金薄膜的特点、优势与应用，稀土元素对Ni-Ti记忆合金的改善以及Ni-Ti系形状记忆合金的发展前景。

关键词性质；Ni-Ti-X；Ni-Ti形状记忆合金合金薄膜中图分类号：TBl46 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0103-02形状记忆合金是记忆材料中举足轻重的一部分，其中Ni-Ti系合金是目前所有形状记忆合金中研究最深入的合金材料。

Ni-Ti系形状记忆合金具有良好的力学性能，抗疲劳，耐磨损，抗腐蚀，形状记忆恢复率高，其很好的生物相容性使得它成为唯一的生物医学材料。

经历了从“概念化热潮”、“应用化热潮”到“产业化热潮”的发展。

1 Ni-Ti形状记忆合金的本质相图是所有相变研究的基础，是研究合金组织和性能的重要依据，图1所示的Ni-Ti合金相图是最近Massalski[1]等人在前人的基础上稍做修改报道的。

图1 Ni-Ti合金相图Ni-Ti形状记忆合金的成分处于近等原子比范围，在冷却过程中除发生B19’马氏体相变外，还伴随R（有公度）相变，其也是一种马氏体类型的相变。

另外，合金还具有以下条件[2]。

1）马氏体相变是热弹性的；马氏体和母相的晶体点阵呈完全的晶体学可逆性的马氏体相变称为热弹性马氏体相变。

这类材料的马氏体，经过重新加热至一定的温度，可通过类似马氏体相变的方式转变为母相，称为逆马氏体相变。

热滞小，相界面随温度升降能很快作往复运动，相变中的母相晶体和马氏体都是产生弹性变形，而且两相界面始终保持着良好的协调性。

部分合金及其转变温度见表1。

表1 部分Ni-Ti系形状记忆合金及其转变温度合金成分 Ms/℃ AS/℃Ni-TiTi-Ni-CuTi-Ni-Fe Ti-50NiTi-51NiTi-20Ni-30CuTi-47Ni-3Fe 60-2080-90 78-1285-722）马氏体点阵的不变切变为孪变，亚结构为孪晶或位错。

镍钛记忆合金在生物医疗中的应用
镍钛记忆合金在生物医疗领域有多种应用。

这种合金具有独特的形状记忆效应和超弹性，因此在医疗设备和植入物中得到了广泛应用。

血管内支架：镍钛合金是最成功的医疗应用之一，用于制造血管内支架。

这些支架可以在插入血管后扩张，支撑血管并保持其通畅，从而防止狭窄和闭塞。

骨科植入物：镍钛合金也可以用于制造骨科植入物，如固定钉、钢板和人工关节。

由于镍钛合金具有形状记忆效应，这些植入物可以在体内适应骨骼的形状，提供更好的固定和支撑。

牙科应用：镍钛合金在牙科领域也有应用，例如制造牙齿矫正器和保持器。

这些设备利用镍钛合金的超弹性，可以在口腔内施加适当的力，逐渐将牙齿移动到正确的位置。

手术器械：镍钛合金也可以用于制造手术器械，如钳子、剪刀和缝合针。

这些器械具有优异的强度和耐腐蚀性，可以在手术过程中提供可靠的性能。

药物输送系统：镍钛合金还可以用于制造药物输送系统，如微针和胶囊。

这些系统可以利用镍钛合金的形状记忆效应和超弹性，在体内精确地输送药物到目标部位。

总之，镍钛记忆合金在生物医疗领域具有广泛的应用前景，可
以帮助医生更有效地治疗疾病和改善患者的生活质量。

形状记忆合金在骨科中的临床应用体会目的对形状记忆合金在骨科中的临床应用效果进行分析。

方法对2010年以来我院骨科采用钛镍（TiNi）形状记忆合金系列骨科器械治疗的各类骨折和矫形共68例患者的临床资料进行分析，总结体会。

结果对64例病人进行术后随访3个月～3年，患者骨折均顺利愈合，愈合周期为8～14周，平均9周。

未发现术后感染和骨愈合不全情况，临床治疗效果良好。

结论随着近几年来医学技术的高度发展，钛镍（TiNi）形状记忆合金作为一种全新的骨科器械治疗材料已经越来越多的应用于临床内固定技术中，以其简便的操作方式，广泛的适用范围和优良的理化性和生物相容性获得了广大临床医师的青睐。

标签：骨科；形状记忆合金；临床应用；体会最近几年随着社会的进步，医学科技水平也达到了相应的层次，新型的内固定技术和器械治疗材料的应用使得临床骨科一系列医学难题迎刃而解。

我院2010年以来临床骨科中应用钛镍（TiNi）形状记忆合金在治疗各类骨折和矫形病历共计68例，效果显著，现报告如下。

1 资料与方法1.1 一般资料临床资料共68例，其中男型患者48例，女性患者20例；年龄9～73岁。

股骨干骨折9例，其中单纯斜形或横形骨折3例，螺旋形骨折2例，粉碎性骨折4例；锁骨骨折20例，其中单纯斜形或横形骨折12例，螺旋形骨折4例，粉碎性骨折4例，复杂骨折2例；尺桡骨骨折11例，其中单纯斜形或横形骨折3例，螺旋形骨折1例，粉碎性骨折4例，复杂骨折1例，指骨斜形骨折1例，掌骨斜形骨折1例；髌骨骨折24例，其中单纯斜形或横形骨折5例，粉碎性骨折12例，复杂骨折5例，右膝内翻胫骨上段截骨矫形2例。

1.2 方法根据不同种类的骨折，采取针对性措施。

尺桡骨、股骨、骨卡环、锁骨、髌骨爪及指掌骨环抱式接骨板、自行加压骑缝钉技术进行内固定。

术中暴露和手术入路和普通钢板内固定术及截骨矫形术一致。

在患者骨折复位以后，将形状记忆合金内固定材料在0～5℃冰盐水中展开并安放与骨折位置处，将纱布浸热盐水后敷在合金表面，令其“记忆”的形状迅速恢复，从而完成内固定过程。

上海形状记忆镍钛合金封堵器发展史摘要：1.形状记忆镍钛合金封堵器的背景和原理2.上海形状记忆镍钛合金封堵器的发展历程3.上海形状记忆镍钛合金封堵器的优势和应用4.上海形状记忆镍钛合金封堵器的未来发展展望正文：【提纲】1.形状记忆镍钛合金封堵器的背景和原理形状记忆镍钛合金封堵器是一种利用形状记忆合金材料制作的医疗封堵器，其主要作用是在血管、心脏等部位进行封堵。

形状记忆镍钛合金具有在外力作用下发生变形，当外力去除后能恢复到原始形状的特性。

利用这一特性，形状记忆镍钛合金封堵器可以在植入过程中被压缩，然后在体内恢复到预设的形状，从而实现对血管或心脏的封堵。

2.上海形状记忆镍钛合金封堵器的发展历程上海形状记忆镍钛合金封堵器的发展始于20 世纪90 年代。

当时，国内医疗行业对心血管疾病的治疗需求日益增长，而传统的治疗方法存在诸多局限。

在这种背景下，我国开始研究和开发形状记忆镍钛合金封堵器。

经过多年的努力，上海地区逐渐形成了完整的形状记忆镍钛合金封堵器研发、生产和应用体系。

3.上海形状记忆镍钛合金封堵器的优势和应用上海形状记忆镍钛合金封堵器具有以下优势：（1）具有良好的生物相容性，能与人体组织和谐相处；（2）形状记忆性能稳定，可在体内长期保持封堵效果；（3）植入过程操作简便，减轻患者痛苦。

目前，上海形状记忆镍钛合金封堵器已广泛应用于心血管疾病的治疗，如室间隔缺损、房间隔缺损、动脉导管未闭等疾病的治疗。

4.上海形状记忆镍钛合金封堵器的未来发展展望随着科学技术的不断进步和人们对健康需求的日益提高，上海形状记忆镍钛合金封堵器在未来发展中将面临更多挑战和机遇。

一方面，需要继续优化材料性能，提高封堵器的安全性和有效性；另一方面，要拓展应用领域，探索在上海形状记忆镍钛合金封堵器在其他疾病治疗方面的应用。