ニチノール合金は、さまざまな用途に使われる最も有用な合金の1つです。 5221>
ニチノールとは？
ニッケルとチタンの合金で、いくつかのユニークな特性があります。 ニッケルチタンとも呼ばれます。 この合金は、超弾性または擬弾性、形状記憶特性を示します。
ニチノールの構成
この金属合金は、ニッケルとチタンで構成されています。 この2つの元素をほぼ等しい原子比で含んでいます。 ニッケルはアレルゲンとして知られており、また発がん性がある可能性があります。
Nitinol Production
この合金を作るには、非常に厳しい組成管理が要求されます。 このため、この合金の調製は非常に難しい。 チタンの異常な反応性もこの合金を作る上での障害になっています。
- Vacuum Arc Remelting（真空アーク再溶解）。 この方法では、水冷された銅のストライクプレートと原料の間に電気アークが打たれます。 水冷銅型は、炭素の導入を防ぐために高真空中で成分を溶解するために使用されます。
- 真空誘導溶解法。 原料を炭素るつぼの中で交番磁界を利用して加熱する。
写真1 – ニチノール
一方の方法の製品が他方より優れているというデータは、それほど多くではありません。 この2つの方法には、それぞれ異なる利点があるのです。 また、誘導加熱溶融、プラズマアーク溶融、電子ビーム溶融などの方法も、ブティック規模ではこの目的に使用されています。 物理蒸着法も研究所で使われています。
Nitinol Symbol
この金属合金は、構成金属の記号で表記される。
Nitinol 歴史
この物質の名前は、その成分と発見された場所に由来しています。 1962年、William J. Buehler と Frederick Wang は海軍兵器研究所でこの金属のユニークな性質を初めて発見しました。
Nitinol Properties
形状記憶と超弾性は、この合金の最もユニークな特性である。 形状記憶性は、この金属がその変態温度以上に加熱されると、元の形状を「記憶」して保持することを可能にする。 これは、ニッケルとチタンの結晶構造が異なるために起こる現象です。 この擬似弾性金属はまた、通常の金属の約10倍から30倍の驚くべき弾性を示します。
この合金のいくつかの基本的な物理的および機械的特性は次のとおりです：
物理的特性
外観：これは明るい銀色の金属である
密度。 密度：6.45gm/cm3
融点：融点は約1310℃
抵抗率：0.05%
融点は約1310℃
抵抗率は0.05%
です。
熱伝導率：高温で82Ω・cm、低温で76Ω・cmです。 この金属の熱伝導率は0.1W/cm・℃です。
熱容量:
潜熱：この材料の潜熱は5.78cal/gmです。
磁気感受性：この材料は、0.077cal/ gm-°C.である。
機械的性質
極限引張強さ：この材料の磁化率は高温で3.8 emu-gm、低温で2.5です。
破断伸び：この材料の究極の引張強さは754と960 MPaの間です。 15.5%
降伏強度：高温で560MPa、低温で100MPa
弾性率：高温で75GPa、低温で28GPa
近似ポアソン比：0.3
ニチノールデバイス
この材料は冷間加工より熱加工の方が容易で、冷間加工と熱間加工を組み合わせることで、より高い性能を発揮します。 この材料は弾性が非常に大きいため、ロール接触が多くなり、冷間加工が難しくなる。 その結果、工具の摩耗や摩擦抵抗が極端に大きくなる。 これらの理由からも、この合金の加工は非常に困難です。 この材料が熱伝導性に乏しいことも、この目的には役立たない。 この金属の研削、レーザー切断、放電加工（EDM）は比較的容易です。
この材料の熱処理は非常に重要で繊細です。 熱処理と冷間加工の組み合わせは、この金属の有用な特性を制御するために重要です。
Nitinol Wires
Nitinol は、多数の産業用途に使用する形状記憶アクチュエータワイヤーを作るために使用されています。 このワイヤーは、ガイドワイヤー、スタレット、歯列矯正用ファイルなどに使用されています。 また、眼鏡フレームや携帯電話のアンテナなど、高い負荷・除荷プラトー応力を必要とする用途に最適です。
Nitinol Stent
この合金は、さまざまな心臓病の治療に非常に有用な血管内ステントの製造に使用されています。 潰れたニッケルチタンステントを静脈に挿入し、加熱することで血流を改善するために使用されます。 これらのステントはまた、縫合糸の代わりとして使用されます。
Nitinol Basket
ニッケルチタンワイヤーバスケットは、それが他の多くの金属よりもバネ性と崩壊しにくいので、多くの医療アプリケーションによく適している。 このバスケット器具は、胆嚢に非常に有用です。
Nitinol Uses
ニチノール金属合金の主な用途をいくつか紹介します：
医療用途
- この合金は歯科、特に歯をつなぐワイヤーとブラケットに矯正歯科で非常に有用であります。 Sure Smile（歯列矯正の一種）はその矯正用途の一例です。
- また、主に根管治療の際に、根管の洗浄と整形に使われます。
- 大腸外科では、病理を除去した後に腸を再びつなぐ目的でさまざまな器具に使われます。
- ニチノールステントはこの金属の医薬へのもうひとつの重要な用途のひとつです。
- その生体適合性は整形外科インプラントに有用です。
- ニチノールワイヤは乳房腫瘍のマーキングと位置確認に使用できます。
- さまざまな医療目的でのニチノールチューブの使用は、人気が高まっています。
工業用途
- ニチノールワイヤは、デモンストレーション用の熱機関模型に使用されています。 その形状変化特性を利用して、温度制御用の可変抵抗器やスイッチを作動させます。
- この金属は、機械式時計のスプリングによく使用されます。
- この金属の超弾性特性を利用し、携帯電話技術ではマイクブームや格納式アンテナとして使用されます。
- Nitinol sheet is used for punching, stamping and deep drawing.
Other Uses
- It is also used as the insert for golf clubs for its shape changing abilities.
- It is popular choice for making extremely resilient glass-frames.The other applications.
- Nitinol Springは、この金属の持つ超弾性を利用して様々な産業で使用されています。
- Nitinol は、マジックショーで使用される自己曲げスプーンを作るために使用されます。
Nitinol Availability
ニッケルチタンはワイヤー、チューブ、シート、スプリングなど様々な形状で利用可能です。 NDCは、この金属合金の主要な製造業者および供給業者の一つです。 しかし、ニチノールワイヤー、チューブ、スプリングなどのサプライヤーは他にもたくさんあります。 この金属のさまざまな形態はまた、合理的な価格でオンラインで入手できます。
ニチノールは、多数の産業および医療用途で最も有用な金属合金の間でカウントされます。 それはしばしば、巨大な動きと柔軟性を必要とする多くのアプリケーションのための最良の選択です。 しかし、この材料は、多くの要求の厳しい用途で疲労破壊を示しています。 専門家たちは、この合金の耐久性の限界を明らかにする目的で、懸命に研究を続けています
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