Niti合金及其在血管支架中的应用-论文
镍钛合金是一种形状记忆合金
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合金成分
niti合金成分
摘要：
1.什么是niti合金
2.niti合金的成分
3.niti合金的性能
4.niti合金的应用领域
5.niti合金的发展前景
正文：
iti合金，全称为镍钛合金，是一种由镍和钛组成的合金材料。
这种合金因其独特的相变特性，被广泛应用于各个领域。
首先，让我们来看一下niti合金的成分。
niti合金主要由镍和钛组成，其中镍占55-60%，钛占45-40%。
此外，还可能含有少量其他元素，如碳、硼、锆等，以改善其性能。
iti合金的性能是其最大的特点。
在低温下，niti合金具有较高的强度和硬度，而在高温下，它又具有良好的柔韧性和可塑性。
此外，niti合金还具有良好的抗腐蚀性和耐磨性。
iti合金的应用领域非常广泛。
在医疗领域，它被用于制造人工心脏支架、骨科植入物等；在航空航天领域，它被用于制造发动机零件、导弹外壳等；在电子领域，它被用于制造微型电子设备、传感器等。
在我国，niti合金的研究和应用也在不断深入。
随着科技的发展，niti合金在未来的应用前景将更加广阔。
niti记忆合金的相变温度
niti记忆合金的相变温度引言niti记忆合金是一种具有形状记忆特性的合金材料，其在不同温度下会发生相变，从而表现出不同的形状。
相变温度是指niti记忆合金在加热或冷却过程中发生相变的温度点。
本文将详细介绍niti记忆合金的相变温度及其相关内容。
1. niti记忆合金概述niti记忆合金是由镍（Ni）和钛（Ti）两种元素组成的合金材料。
它具有以下特点： - 形状记忆效应：niti记忆合金可以根据外界温度的变化改变自身形状，一般分为两个阶段，即Austenite（奥氏体）和Martensite（马氏体）。
- 超弹性：niti记忆合金具有良好的弹性恢复能力，可以回复到原始形状。
- 耐腐蚀性：niti记忆合金对大多数常见腐蚀介质具有良好的耐蚀性。
2. niti记忆合金的相变过程niti记忆合金的相变过程主要分为两个阶段：奥氏体相（Austenite）和马氏体相（Martensite）。
当温度升高时，niti记忆合金从马氏体相转变为奥氏体相；当温度降低时，又会从奥氏体相转变为马氏体相。
2.1 奥氏体相（Austenite）奥氏体相是niti记忆合金在高温下的稳定相。
在这个阶段，niti记忆合金呈现出良好的可塑性和延展性。
当温度超过一定阈值时，niti记忆合金开始发生相变，从奥氏体相转变为马氏体相。
2.2 马氏体相（Martensite）马氏体相是niti记忆合金在低温下的稳定相。
在这个阶段，niti记忆合金呈现出形状记忆效应和超弹性。
当温度低于一定阈值时，niti记忆合金从马氏体相转变为奥氏体相。
3. niti记忆合金的相关参数niti记忆合金的相关参数对于研究其形状记忆特性和超弹性非常重要。
其中一个关键参数是其相变温度。
3.1 相变温度相变温度是指niti记忆合金在加热或冷却过程中发生相变的温度点。
根据实验结果，niti记忆合金的相变温度一般在-10℃至100℃之间。
具体的相变温度取决于合金中镍和钛的比例以及其他微量元素的影响。
niti热处理
niti热处理热处理是一种通过加热和冷却的工艺，用来改变材料的物理和化学性质。
其中，niti热处理是指对niti合金进行热处理的过程。
niti合金，即镍钛合金，是一种具有形状记忆和超弹性特性的材料，广泛应用于医疗器械、航空航天和汽车工业等领域。
niti热处理的目的是改变niti合金的晶体结构和性能，以满足特定的应用需求。
下面将从热处理过程、影响因素和应用等方面进行介绍。
niti热处理的主要过程包括固溶处理和时效处理。
固溶处理是将niti 合金加热到高温区，使其达到均匀的固溶状态，消除晶界的应力和相互作用。
然后，通过快速冷却，将合金迅速固化，得到均匀的固溶体。
接着，进行时效处理，即将固溶体再次加热到较低的温度区域，使其产生相变和析出相，以进一步改善材料的性能。
影响niti热处理效果的因素有很多，包括温度、时间和冷却速率等。
温度是最重要的参数之一，不同的温度可以导致不同的相变行为和晶体结构，从而影响材料的性能。
时间也是一个关键参数，过长或过短的时间都会对合金的性能产生负面影响。
此外，冷却速率也是一个必须控制的因素，它会影响合金的晶粒尺寸和晶体取向。
在应用方面，niti合金的形状记忆和超弹性特性使其在医疗器械领域有广泛的应用。
例如，niti合金可以制成支架，用于心血管领域的血管成形术和血管支架植入术。
此外，niti合金还可以制成牙科器械、骨科植入物和人工关节等，用于改善患者的生活质量。
除了医疗器械领域，niti合金还在航空航天和汽车工业等领域得到广泛应用。
在航空航天领域，niti合金可以用于制造高温部件和结构件，具有优异的耐腐蚀性和高温稳定性。
在汽车工业领域，niti 合金可以用于制造发动机和底盘部件，具有抗疲劳和抗磨损的优势。
niti热处理是对niti合金进行的一种重要工艺，通过改变合金的晶体结构和性能，使其能够满足特定的应用需求。
在医疗器械、航空航天和汽车工业等领域，niti合金具有广泛的应用前景。
niti形状记忆合金的dsc曲线
一、概述形状记忆合金（SMAs）是一种具有记忆性能的功能材料，具有形状可逆性和超弹性等独特性能。
其中，niti形状记忆合金由镍和钛两种元素组成，具有优良的记忆性能和机械性能，被广泛应用于医疗器械、汽车、航空航天等领域。
而动态扫描量热仪（DSC）曲线是研究niti形状记忆合金相变行为的重要手段。
二、niti形状记忆合金的基本性能1. 记忆效应niti形状记忆合金具有记忆效应，即在预设的形状被改变后，当受到外力或温度变化等刺激后，能够恢复到其预设的形状，这一特性使得niti形状记忆合金在医疗领域中得到广泛应用，如血管支架等医疗器械的制造。
2. 超弹性niti形状记忆合金还具有超弹性，即在受到外力作用时，能够产生较大的形变而不会发生塑性变形，一旦外力消失，又能够自行恢复原有形状，这种性能使得niti形状记忆合金在汽车和航空航天领域中得到广泛应用。
三、动态扫描量热仪曲线的意义1. 相变温度动态扫描量热仪曲线可以帮助研究人员测定niti形状记忆合金的相变温度，包括马氏体相变和铁素体相变的温度范围和特性，这对于合金的性能评价和应用具有重要意义。
2. 相变热DSC曲线还可以用来测定niti形状记忆合金的相变热，即相变过程中所释放或吸收的热量，这对于理解合金的相变机制和热力学性能具有重要意义。
四、niti形状记忆合金的DSC曲线特征1. 马氏体相变峰在DSC曲线上，马氏体相变通常会呈现出一个明显的放热峰，该峰对应着马氏体相变所释放的热量，通过测定该峰的温度和面积可以得到相变温度和相变热。
2. 铁素体相变峰在DSC曲线上，铁素体相变也会呈现出一个放热峰，该峰对应着铁素体相变所释放的热量，通过测定该峰的温度和面积可以得到相变温度和相变热。
五、niti形状记忆合金的DSC曲线分析1. 相变温度通过分析DSC曲线上的马氏体相变和铁素体相变的温度峰值可以得到合金的相变温度范围，并进一步研究相变温度与合金组织结构和成分之间的关系。
NiTi心血管支架的显微组织的TEM和EBSD研究
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NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究
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。
记忆合金医学中的作用
`N i T i形状记忆合金在医学上的应用姓名：***班级：材料1101学号：********N i T i形状记忆合金在医学中的应用摘要 N i T i形状记忆合金是一种功能材料，除具有比强度高、耐磨、耐腐蚀、无磁、生物相容性好等特点外，还具有奇特的形状记忆性能和超弹性性能。
其广泛用于宇航、通信、医疗、自动控制、仪器仪表、管道连接、眼镜制造以及日常生活等方面。
N i T i合金在医学中已经广泛应用，其中较为突出的是在断肢、修复损伤组织上的应用。
目前主要的研究方向为仿生，为病人提供义肢等等。
本文主要介绍部分最新N i T i记忆合金在医学中的应用。
Abstract Shape memory alloy is a kind of functional materials, besides than high strength, wear resistance, corrosion resistance, non-magnetic, good biocompatibility, also has a strange shape memory properties and properties. It is widely used in aerospace, communications, medical, automatic control, instruments and meters, pipe connection, glasses in manufacturing as well as in daily life. N I T I alloy has been widely used in medicine, is among the more prominent in the application of limb, repair damaged tissue. The main research direction for the bionic, provide patients with prosthetic, and so on. This paper mainly introduces some latest N I T I memory alloy application in medicine.关键词 N i T i 记忆合金医学Memory alloy Biomedical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。
niti合金的密度
niti合金的密度
NITI合金的密度是多少？
NITI合金是一种具有形状记忆功能的合金，由镍和钛组成。
它的密度大约是6.4至6.5克/立方厘米。
与钢相比，NITI合金的密度较小，这使得它成为医疗器械领域中的一种非常重要的材料。
在医疗应用中，NITI合金常用于制作支架和植入物。
它的形状记忆特性能够让它在体内经历多个变形和压力后仍能恢复成原本形态，并且具有耐腐蚀性。
例如，它可以用于制作支撑心脏瓣膜的弹性架，因为它可以经历重复的压力和变形而不破裂或变形。
此外，NITI合金还具有超弹性特性，这意味着它可以在变形后恢复其原始形态，而不会受到形变的影响。
这一特性让NITI合金成为一种极其有用的材料，可以用于各种医疗设备，包括血管支架、导管、矫形器以及口腔植入物。
总结来说，NITI合金的密度是6.4至6.5克/立方厘米，其形状记忆特性和超弹性特性使它在医疗领域中具有广泛的应用价值。
Ni-Ti基形状记忆合金的研究与应用
｝名＼｝气＼｝气＼｝‘＼｝｛ｑ，ｉ吧／｝“一综述～Ｎｉ—Ｔｉ基形状记忆合金的研究与应用秦桂红，严彪，殷俊林（同济大学材料科学与工程学院、上海市金属功能材料开发应用重点实验室，上海２０００９２）摘要：Ｎｉ—Ｔｉ合金是一种性能优良的形状记忆材料。
本文主要介绍了它的基本特性、相图和马氏体晶体结构，并简单介绍了Ｎｉ—Ｔｉ—ｃｕ和Ｎｉ—Ｔｉ—Ｎｂ两种具有代表性的Ｎｉ—Ｔｉ基合金，以及Ｎｉ—Ｔｉ基合金在工程和医学中的应用。
关键词：Ｎｉ—Ｔｉ基形状记忆合金；相图；马氏体晶体结构；应用中图分类号：ＴＢｌ４６文献标识码：Ａ文章编号：１００８－１６９０（２００４）０４－－００１２－００５ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＮｉ—ＴｉＢａｓｅｄＳｈａｐｅＭｅｍｏｒｙＡｌｌｏｙｓＱＩＮＧｕｉ－ｈｏｎｇ，ＹＡＮＢｉａｏ，ＹＩＮＪｕｎ－ｌｉｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｏｎ舀ｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２；ＳｈａｎｇｈａｉＫｅｙＬａｂ．ｏｆＡ＆ＤｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭｅｔａｌｌｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉ—Ｔｉａｌｌｏｙｉｓａｋｉｎｄｏｆｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｂａｓｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｐｈａｓｅｄｉａｇｒａｍａｎｄｍａｒｔｅｎｓｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＮｉ—Ｔｉａｌｌｏｙ．Ｎｉ－Ｔｉ－ＣｕａｎｄＮｉ—Ｔｉ—ＮｂａｌｌｏｙｓａｓｔｙｐｉｃａｌＮｉ—ＴｉａｌｌｏｙａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＮｉ—Ｔｉｂａｓｅｄａｌｌｏｙｓｔｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｍｅｄｉｃａｌｆｉｅｌｄｈａｖｅｂｅｅｎｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＫｅｙＷｏｒｋｓ：Ｎｉ－Ｔｉｂａｓｅｄｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙａｈｏｙ；ｐｈａｓｅｄｉａｇｒａｍ；ｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ１前言Ｎｉ—Ｔｉ形状记忆合金是６０年代发展起来的一种新型功能材料，它也是所有记亿合金中记忆性能最好、最稳定、发展最早、研究最全面的合金，即使是多晶合金也具有８％的超弹性，而回复应力可达５００ＭＰａ。
血管组织工程中支架材料的应用与进展
１０００５３）
ｔ摘要】血管组织支架是血管组织工程研究的重点内容。铺备支架的材料包括天然材料稻人工合成材｛｜８ｆ霉 天然材料翼有良好的细胞和组织相容性，人工合成的聚合物支架在结构形状、机械强度及规模化生产方 面均具有很大的优势，但二者均有很多问题要克服。近年来，该领域有了很大发展，出现了杂交支架、纳
增加胶原对机械力的顺应性。但由于弹力蛋白的低 溶性，很难将其掺入组织工程支架中。目前许多关于 胶原支架的研究集中在胶原支架与血管细胞如何构 建．而未来更重要的是如何提高胶原支架的力学强 度，使其在生物体内能够长时间耐受ＩｌＩＬ流的冲击。 ２．２纤维蛋白 另一种主要的天然细胞支架材料 是纤维蛋白［１０－１１］。纤维蛋白凝胶是自然产生的、具有 降解特性的基质，与凝血过程的终末产物相似。其 纤维结构与生理的凝眦块类似。基于纤维蛋白制成 的支架，不但具有理想的生物相容性、生物降解性 和较高的亲和性，而且能促进血管牛成、组织修复。 Ｂｅｎｓａｉｄ等【１２】认为．纤维蛋白本身具有和细胞黏附的 位点，具有较好的细胞种植及基质产生效果。事先 由患者ｍ液获得纤维蛋白制成支架。同时种植自体 来源的细胞，可以避免异物植入的排斥反应。Ｔｒｅｎｔｉｎ 等［１３１对纤维蛋白进行基因修饰，使其具有更好的机 械和生理功能，并且能够释放出生长因子。Ｙｅ等ｕ４１ 把纤维蛋白凝胶作为可降解三维支架进行组织工 程血管研究发现，细胞在支架上生长情况良好．细胞 产生的胶原组织在支架材料上不断沉积。同时无毒 性降解产物和炎性反应发生。Ｉｓｅｎｂｕｒｇ等¨５１发现纤 维素凝胶基质内面能够在血流动力剪切力的作用 下很好地贴附内皮细胞。
ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ
ｉｍｐｌａｎｔｓ：ｉｍｐｒｏｖｅｄ
ｗｉｔｈ ｔａｌｔｎｉｃ
ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
NiTi形状记忆合金的性能及应用
NiTi形状记忆合金的性能及应用(**************************************)摘要：本文主要介绍了NiTi形状记忆合金的性能，如形状记忆效应、超弹性效应、生物相容性、耐磨性、阻尼性等。
再举例简要介绍它在工程领域、医学领域方面的应用，并对以后的发展方向做了展望。
关键字：形状记忆性能；应用Properties and Application of NiTiShape Memory AlloysAbstract：The essay is mainly introduce the shape memory effects，such as super-elasticity effect，temperature memory effect，biological compatibility , resistance to wear and damping of NiTi shape memory alloys (SMA)，et al . And then talk about the applications of NiTi shape memory alloy in engineering field ，medical field . The development direction of the study field was forecasted．Key words : shape memory effect ; application引言形状记忆合金(Shape Memory Alloy，简称SMA) 是一种特殊的金属材料，经适当的热处理后即具有回复形状的能力，这种能力被称为形状记忆效应(Shape Memory Effect，简称SME) 。
实际上，很多材料都具有SME，但能够产生较大回复应变和形状回复力的，只有少数的几种材料，如：Ni-Ti合金和铜基合金(CuZnAl和CuAlNi)，铁基合金应用最广泛。
NiTi合金的生物医用性能及其在医学领域的应用
*
康
( 上海交通大学材料科学与工程学院生物材料研究组, 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室 , 上海
关键词 : N iT i 合金 ; 生物医用 ; 形状记忆 ; 超弹性 ; 生物相容性 中图分类号 : T G139. 6 文献标识码 : A 文章编号 : 0258- 7076( 2006) 03- 0385- 05
[ 2]
图3 F ig. 3
几种天然生物材料和 N iT i 合金的应力应变曲线 Stress strain curves of several biological mater ials and N iT i allo y
1. 4
疲劳 若 NiT i 形状记忆合金需要长期植入人 体, 则
。
必须考虑诸如形状记忆性能的衰退等疲劳的问题 , 这一点可以通过形变恢复能力的变化来表征。形状 记忆合 金在高 循环次 数下 可恢复 应变 明显 降低。 M ckelvey 等[ 6] 的实验表明即使循环软化后 NiT i 合 金仍能保持 5% 的超弹性形变。贺志荣等[ 7] 实验发 现合金在应力应变循环初期应变恢复率的衰减比较 明显, 如果对材料进行一定的预应变循环 ( 100 次 ) 会提高材料的工作稳定性。然而 , 作为生物植入体 而言, 材料的疲劳不仅体现在长期的交变应力的作 用 , 更重要的是在生物环境中如在体液、血液等腐 蚀介质与应力的双重作用下的腐蚀疲劳。生物环境 下材料所承受的应力通常是不规则和无法预测的 , 因而这方面的研究还有待进一步的开展。 1. 5 磨损 在用 NiT i 合金制作关节假体或骨替代材料时 , 需要考虑到合金的耐磨损性能 , 因为合金不同于活 体材料无法进行自我修复 , 且摩擦产生的碎屑会损 伤人体。 NiT i 合金的超弹性使材料具有较好的耐磨 性
电解抛光提高镍钛合金心血管支架表面性能
第34卷第1期中国表面工程V〇l.34 No. 1 2021 年2 月C H I N A S U R F A C E E N G I N E E R I N G Feb. 2021doi：10. 11933/j. issn. 1007-9289. 20201222001电解抛光提高镍钛合金心血管支架表面性能+孙晓宇1魏修亭1李志永1王永琪1刘汉卿1娄德大2(1•山东理工大学机械工程学院淄博255049;2.威海维心医疗股份有限公司威海264200)摘要：植人高性能的心血管支架是治疗心血管疾病的主要手段，而支架的制造工艺决定了其表面性能。
采用乙二醇-氯化钠 无毒电解液电解抛光工艺来提高镍钛合金心血管支架的表面完整性和生物相容性。
试验结果表明，该工艺制造镍钛合金心 血管支架的表面完整性和生物相容性明显改善:镍钛合金心血管支架表面光亮平整，没有熔渣和热影响区，表面粗糙度达到 Ra 85.5 n m;镍钛合金心血管支架表面化学成分发生改变，表面形成二氧化钛保护膜,阻止了 N i离子析出，且电化学腐蚀性能 明显提高，有效改善了支架生物相容性;该工艺采用醇-盐无毒电解液进行抛光，提高了工艺对环境的友好性。
此外,该工艺 解决了镍钛合金心血管支架制造领域的关键技术难题，制造出了性能优良的镍钛合金心血管支架，为高质量心血管支架制造 提供了科学依据。
关键词：镍钛心血管支架；电解抛光；无毒电解液；表面完整性；生物相容性中图分类号：TG156; TB114Improving Surface Properties of Nitinol Cardiovascular Stentby ElectropolishingSUN Xiaoyu1WEI Xiuting1\A Zhiyong1WANG Yongqi1LIU Hanqing1LOU Deda2(1. School of Mechanical Engineering, Shandong University of Technology, Ziho 255049, China；2. Weihai Visee Medical Device Co. , Ltd. , Weihai 264200, China)Abstract：Implantation of high-performance cardiovascular stents i s the main method for the treatment of cardiovascular diseases, and the manufacturing process of stents determines their surface performance. For improving the surface integrity and biocompatihility of cardiovascular stents, glycol - sodium non-toxic electrolyte electrolytic polishing process was used. The results showed that the surface integrity and biocompatibility of the cardiovascular stent manufactured by this process was significantly improved. The surface of the cardiovascular stent i s smooth and bright, without dross and heat affected zone and the surface roughness reached R a 85. 5 nm. The surface chemical composition of nitinol cardiovascular stent was changed, titanium dioxide protective film was formed on the surface which prevents the precipitation of Ni ions, and the electrochemical corrosion performance i s significantly improved, which effectively improved the biocompatibility of the st ent. The process used alcohol-salt non-toxic electrolyte for polishing, which improved the environmental friendliness of the process. In addition, this process solved the key technical problems in the manufacturing of nitinol cardiovascular stent, and produced nitinol cardiovascular stent with excellent performance, which provided scientific basis for the manufacturing of high-quality cardiovascular s tent.Keyw o r d s：nitinol cardiovascular stent；electrolytic polishing；non-toxic electrolyte；surface integrity；biocompatibility **国家自然科学基金（51775321)和山东省教育厅的重点研发计划（公益类）（2017G G X30116)资助项目。
NiTi形状记忆合金的功能特性及其应用发展
第 2 期第 60-77 页材料工程Vol.52Feb. 2024Journal of Materials EngineeringNo.2pp.60-77第 52 卷2024 年 2 月NiTi 形状记忆合金的功能特性及其应用发展Functional properties of NiTi shape memory alloys and their application development杨超1*，廖雨欣1，卢海洲1，2，颜安1，蔡潍锶1，李鹏旭1（1 华南理工大学 国家金属材料近净成形工程技术研究中心，广州 510640；2 广东技术师范大学 机电学院， 广州 510665）YANG Chao 1*，LIAO Yuxin 1，LU Haizhou 1，2，YAN An 1，CAI Weisi 1，LI Pengxu 1（1 National Engineering Research Center of Near -Net -Shape Forming forMetallic Materials ，South China University of Technology ，Guangzhou510640，China ；2 School of Mechatronic Engineering ，GuangdongPolytechnic Normal University ，Guangzhou 510665，China ）摘要：NiTi 形状记忆合金（shape memory alloys ， SMAs ）作为一种智能材料，具有良好的超弹性、形状记忆效应和生物相容性等功能特性，被广泛应用于航空航天、医疗器械和工程建筑等领域。
其中超弹性在宏观上表现为发生较大的变形仍能恢复原形状，且其远大于常见金属可恢复的弹性应变。
形状记忆效应则是温度激励下奥氏体和马氏体两相的相互转变，根据宏观变形分为单程、双程和全程形状记忆效应。
形状记忆合金的机理及其应用
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。
支架金属材料
(4) 可视性:支架在置入时一般采用“X 光”引导,要求材料具有“X 光”可视性。由于需要使用核磁共振成像(MRI) 进行血管造影,要求 材料同时具有MRI 可视性。
冠状动脉支架材料
(5) 良好的扩张性及压缩性:理想的支架应具有较大的扩张比,使得支架能够 压缩到尽可能小,以穿过狭窄的血管通路到达靶血管部位,然后扩张到预先设 计的直径。小于设计直径就会增加血栓形成的危险,而过度扩张对血管内膜压 迫又会造成弹性损伤。
Durable
理想 材料
MRI compatible
Strong Surface finish
Radiopaque Biocompatible
Corrosion resistant
冠状动脉支架材料
作为血管植入物,冠状动脉支架材料主要应满足以下条件: (1) 生物相容性:支架置入体内后与血液及血管壁接触,良好的生物相容性要 求不产生炎症和致敏反应,有效减少急性血栓形成和阻止内膜组织增生,并且 具有良好的抗凝血性。
颈动脉支架：属于自扩张支架，采用激光雕刻的方法由镍钛管材料制成，支 架事先处理到需要的尺寸，然后压握到输送鞘管内( 直径1.7mm~2.0mm)，由 于镍钛材料具有优异的超弹性，支架在很小的鞘管内不会发生塑性变形。输 送鞘管到达颈动脉狭窄部位后，后撤鞘管释放支架，支架自行恢复其形状， 同时把狭窄的部位撑开。 该支架的优点有：支架的短缩率小，释放精确性高；支架具有良好的支撑强 度；支架贴壁性好，能与血管自然解剖形态一致，同时减少了血栓形成的风 险。 针对颈总动脉和颈内动脉的解剖结构，可以设计锥形支架，以适应由粗 的颈总动脉到细的颈内动脉血管结构变化。
撑力，可制成更小的支架,更容易达到血管远端。
镍钛形状记忆合金的生物相容性研究进展
镍钛形状记忆合金的生物相容性研究进展王成健;孟增东;张玉勤;谢辉【摘要】镍钛形状记忆合金(Nickel titanium shape memory alloys,NiTi-SMA)因具有良好的生物相容性、形状记忆效应以及超弹性等优异性能成为理想的体内固定材料,目前已广泛的应用于临床治疗.由于镍钛形状记忆合金的形状记忆效应和超弹性可以有效避免应力遮蔽引起的材料断裂,因而有望长期存于人体内,但是合金在人体内受腐蚀释放的镍离子存在生物毒性,对局部组织有致敏甚至是致癌作用,所以又限制了其在临床上的广泛应用.本文综述了镍钛形状记忆合金生物相容性相关的文献,总结镍钛形状记忆合金在体外、动物体内生物相容性以及临床应用的生物相容性方面的研究进展,并指出镍钛形状记忆合金的表面处理在提高其生物相容性方面的重要性.【期刊名称】《生物骨科材料与临床研究》【年(卷),期】2016(013)001【总页数】5页(P65-68,72)【关键词】镍钛形状记忆合金;生物相容性;表面处理【作者】王成健;孟增东;张玉勤;谢辉【作者单位】昆明理工大学附属昆华医院,云南昆明650093;昆明理工大学附属昆华医院,云南昆明650093;云南省第一人民医院,云南昆明650032;昆明理工大学材料科学与工程学院,云南昆明650093;云南省第一人民医院,云南昆明650032【正文语种】中文【中图分类】R318.08;TF124.5近来，随着医用生物材料科学的发展，加之临床医疗的需求，镍钛形状记忆合金因其具有形状记忆效应，并且具有强度高，耐磨损、耐腐蚀、无磁、无毒等优异的理化性能，硬度和刚度与人体的骨组织接近，被认为是理想的生物内固定植入材料之一，在医学领域获得了广泛的应用。
目前所报道的镍钛形状记忆合金在医疗领域的应用涉及到了骨科、口腔科、胸外科、妇产科以及影像学科等，已开发出的产品有脊柱侧弯哈氏棒、髋关节假体、框架式尺挠骨内固定器、髌骨固定器、子宫内避孕环、牙科正畸丝等[1]生物医用材料。