Nitinol-Rohr und Kapillare

Beschreibung von Nitinol-Röhrchen und -Kapillaren

Nitinol, eine Legierung aus Nickel und Titan mit etwa fünfzig Prozent Nickel, ist ein relativ neu formuliertes Metall, das seinen Namen sowohl von seiner Zusammensetzung als auch von dem Ort hat, an dem es hergestellt wurde (Nickel Titanium – Naval Ordnance Laboratory).

Da Nitinol zudem über eine einzigartige Anpassungsfähigkeit an außergewöhnliche Belastungen verfügt und mit dem menschlichen Körper verträglich ist, findet es zahlreiche Anwendungen im medizinischen Bereich. Bei höheren Temperaturen nimmt Nitinol eine kubische Kristallstruktur an, die als Austenit (auch als Ausgangsphase bekannt) bezeichnet wird. Bei niedrigeren Temperaturen wandelt es sich spontan in eine kompliziertere „monokline“ Kristallstruktur um, die als Martensit bekannt ist. Die Temperatur, bei der sich Austenit in Martensit umwandelt, wird im Allgemeinen als Umwandlungstemperatur bezeichnet – genauer gesagt beginnt sich Martensit bei der sogenannten Ms-Temperatur zu bilden, und die Temperatur, bei der es vollständig ist, wird als Mf-Temperatur bezeichnet. Diese beiden Facetten seiner Struktur – Formgedächtnis und superelastische Eigenschaften – ermöglichen es Nitinol, eine reversible Reaktion auf eine angelegte Spannung zu zeigen, die ihrerseits durch eine Phasenumwandlung zwischen der austenitischen und der martensitischen Phase eines Kristalls verursacht wird.

Entscheidend für die Eigenschaften von Nitinol sind zwei Schlüsselaspekte dieser Phasenumwandlung. Erstens ist die Umwandlung „reversibel“, was bedeutet, dass das Erhitzen über die Umwandlungstemperatur die Kristallstruktur in die einfachere Austenitphase zurückführt. Der zweite Schlüsselpunkt ist, dass die Transformation in beide Richtungen sofort erfolgt.

Die Kristallstruktur von Martensit hat die einzigartige Fähigkeit, sich einer begrenzten Verformung zu unterziehen, ohne im Wesentlichen Atombindungen zu brechen. Diese Art der Verformung ist als Zwillingsbildung bekannt, die aus der Neuanordnung von Atomebenen besteht, ohne eine dauerhafte Verformung zu verursachen. Es kann auf diese Weise etwa 6–8 Prozent Dehnung aushalten.

Wenn Martensit durch Erhitzen wieder in Austenit umgewandelt wird, wird die ursprüngliche austenitische Struktur wiederhergestellt, unabhängig davon, ob die Martensitphase verformt wurde. Daher bezieht sich der Name "Formgedächtnis" auf die Tatsache, dass die Form der Hoch-temperatur-Austenitphase "erinnert" wird, obwohl die Legierung bei einer niedrigeren Temperatur stark verformt wird.

Nitinol-Röhrchen werden unter anderem auch in der Biopsie, Endoskopie und Orthopädie eingesetzt. Die bekannteste Anwendung von Nitinol-Rohren ist die Herstellung von selbst-expandierenden Stents durch Laserschneiden. Es ist eine beliebte Wahl bei peripheren Gefäßanwendungen. Stents können bei Körpertemperatur hergestellt, bei einer anderen Temperatur verformt oder kleiner gefaltet und dann in eine Arterie eingeführt werden, wo sie auf ihre normale Temperatur zurückkehren und ihre ursprüngliche Größe wiedererlangen. Durch die Phasentransformation kann sich ein Gerät auch vollständig erholen, nachdem es auf eine hohe Belastungsrate (bis zu 7 Prozent) gebogen wurde. Die Konzentrizitätskontrolle und eine gute Oberflächenbeschaffenheit des Rohrinnendurchmessers sind der Schlüssel zu einer guten Ausbeute bei der Herstellung von Stents.

SSC ist auf die Herstellung von Nitinol-Rohren und -Kapillaren für vielfältige Anwendungen spezialisiert.

Anwendungen und verwandte Branchen für Nitinol-Rohre und -Kapillaren

● Lasergeschnittene Stents

● Endoskopische Führungsrohre

● Distale Schutzvorrichtungen

● Medizinisch

● Luft- und Raumfahrt

● Energie

● Industriell

● Forschung & Labor

Chemische Identifikatoren

Nitinol-Eigenschaften (Theoretisch)

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