超弹正畸材料的定型方法及得到的超弹正畸材料与流程

1.本发明涉及口腔材料加工技术领域，更具体地，涉及一种超弹正畸材料的定型方法及得到的超弹正畸材料。


背景技术：

2.随着口腔材料学的快速发展，应用于正畸治疗的正畸材料层出不穷，种类越来越多，其中，镍钛合金正畸材料因其优良的形状记忆特性、超弹性以及生物相容性在临床正畸治疗中得到广泛应用。
3.由于镍钛合金正畸材料具有超弹性，因此，作为正畸材料能够提供轻柔、持久、稳定的矫正力，提高正畸治疗效率和患者的舒适度，但是，超弹性也使其弯制困难，不易成型。
4.现有技术中，镍钛合金正畸材料的定型方法通常包括以下步骤：首先，将镍钛合金正畸材料弯折定型，然后，置于热处理炉中进行热处理，热处理的温度为400℃～700℃，热处理的时间为5min～120min。现有技术的缺点是：定型时间长，加热热处理使镍钛合金正畸材料的超弹性损失较大。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种超弹正畸材料的定型方法及得到的超弹正畸材料，通过采用恒定直流电源对超弹正畸材料进行定型热处理，能够显著减少超弹正畸材料的定型时间和超弹性损失。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
7.一种超弹正畸材料的定型方法，包括以下过程：
8.对超弹材料进行初步定型，得到初步定型后的超弹材料；
9.对所述初步定型后的超弹材料通恒定直流电源进行热处理，得到定型后的超弹正畸材料。
10.本发明还公开上述定型方法得到的超弹正畸材料。
11.实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
12.本发明实施例通过将现有技术的高温热处理改进为恒定直流电源热处理，可以显著减少超弹正畸材料的定型时间和超弹性损失。除此之外，采用恒定直流电源进行热处理，还具有操作简便、易于实施、定型效率高、定型效果好等优点。采用本发明的定型方法制备的超弹正畸材料在临床正畸治疗中能够释放轻柔、持久、稳定的矫治力，进而提高了正畸治疗效率和患者的舒适度，对于口腔正畸临床应用具有重要的科学意义和实际应用意义。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
14.其中：
15.图1是本发明一具体实施例的定型模具的结构示意图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.本发明公开了一种超弹正畸材料的定型方法，包括以下步骤：
18.步骤1：对超弹材料进行初步定型，得到初步定型后的超弹材料。
19.在本步骤中，初步定型后的超弹材料仅为暂时定型。具体的，可以采用定型模具固定和定型超弹材料。
20.具体的，参考图1，定型模具包括模具主体10，模具主体上设有用于容纳超弹材料的限位槽20，限位槽的形状与定型后的超弹正畸材料40的形状相同，在本具体实施例中，定型模具还包括用于将超弹材料固定至限位槽20的固定结构，固定结构使超弹材料的形状暂时固定。
21.参考图1，在本具体实施例中，固定结构为固定线31，模具主体上设有用于容纳固定线31的固定槽32，固定槽32横向设置于限位槽20上，固定槽32对固定线31具有限位作用，位于固定槽32中的固定线31将超弹材料固定于限位槽20的底部。固定槽32的个数可以为多个，各固定槽32均垂直于限位槽20。
22.步骤2：对初步定型后的超弹材料通恒定直流电源进行热处理，得到定型后的超弹正畸材料。
23.在本步骤中，使初步定型后的超弹材料的两端分别电连接恒定直流电源的正负极，电流在超弹材料中传导，适当调整超弹材料的微观原子结构，尽可能的减少超弹性损失的同时，对超弹材料进行定型，得到定型后的超弹正畸材料，即去除对超弹正畸材料的所有约束后，超弹正畸材料的形状不再改变，即定型为预设的形状。由于具有良好的超弹性，超弹正畸材料相比非超弹正畸材料能够释放更轻柔的矫治力，提高患者的舒适度，超弹正畸材料的超弹性越好，其持久性和稳定性越好，能够提供更持久和更稳定的矫治力，进而提高了正畸治疗效率。
24.综上，本发明通过将现有技术的高温热处理改进为恒定直流电源热处理，不仅可以显著减少超弹正畸材料的定型时间和超弹性损失，而且还具有操作简便、易于实施、定型效率高、定型效果好等优点。
25.进一步的，恒定直流电源的电压可以为1v～50v，具体的还可以为5v、10v、15v、20v、25v、30v、35v、40v或45v等，恒定直流电源的电流可以为1a～15a，具体的还可以为2a、3a或4a等，恒定直流电源的功率为10w～750w，具体的还可以为50w、100w、150w、200w、250w、300w、350w、400w、450w、500w、550w、600w或650w等，热处理的时间为1s～25s，具体的还可以为5s、10s、15s或20s等，本发明通过设置适当的恒定直流电源参数，使电流均匀作用于超弹材料的微观原子结构，对微观原子结构进行适当调整，减少超弹性损失。电压、电流、功率和
热处理时间都不宜过大，否则会导致局部热量过高，超弹性损失增大。另外，采用本发明的定型方法，可以将现有技术的高温热处理的5min～120min的时间减少到25s内，可以显著提高定型效率，且操作更方便。
26.超弹材料可以包括镍钛合金、镍钛铜合金或钛合金等。
27.超弹材料可以为丝状、管状、片状或块状等。
28.具体的，在一具体实施例中，超弹材料为镍钛合金丝，镍钛合金丝的截面面积为0.05mm2～1mm2，镍钛合金丝的截面形状可以为圆形、椭圆形、方形或多边形等。
29.较优的，在一具体实施例中，超弹材料为镍钛合金丝，镍钛合金丝的截面面积为0.05mm2～1mm2。
30.得到定型后的超弹正畸材料之后，还包括对定型后的超弹正畸材料进行抛光和清洗的过程，以得到成品超弹正畸材料。
31.本发明还提供了一种上述定型方法制备的超弹正畸材料。
32.以下为具体实施例。
33.实施例1
34.1)将横截面直径为0.32mm的圆形镍钛合金丝，裁剪成200mm长，将镍钛合金丝嵌入定型模具的弓形限位槽中，并通过在固定槽中绑扎固定线将镍钛合金丝固定在弓形限位槽中。
35.2)将步骤1)的模具放入定型操作箱中，将两根导线一端的插头分别接入恒定直流电源的正负两极，将两根导线的另一端的导电夹分别夹住镍钛合金丝的两端。开启直流电源，设置电压为50v，通电时间为1s，电流为1.5a，对镍钛合金丝进行热定型处理。完成热定型处理后在镍钛合金正畸丝两端相距60mm处，将正畸丝末端剪齐。
36.3)将步骤2)得到的镍钛合金正畸丝放于螺旋抛光机内粗抛光30min，酸洗去除表面氧化层后再精抛光30min，对抛光后的镍钛合金正畸丝进行超声波清洗和烘干处理，得到成品镍钛合金正畸丝。
37.实施例2
38.1)将横截面直径为0.7mm的圆形镍钛合金丝，裁剪成300mm长，将镍钛合金丝嵌入定型模具的弓形限位槽中，并通过绑扎固定槽中的固定线将其固定在弓形限位槽中。
39.2)将步骤1)的模具放入定型操作箱中，将两根导线一端的插头分别接入恒定直流电源的正负两极，将两根导线另一端的导电夹分别夹住镍钛合金丝的两端。开启直流电源，设置电压为8v，通电时间为25s，电流为11a，对镍钛合金丝进行热定型处理。完成热定型处理后在镍钛合金正畸丝两端相距60mm处，将正畸丝末端剪齐。
40.3)将上述步骤2)得到的镍钛合金正畸丝放于螺旋抛光机内粗抛光40min，酸洗去除表面氧化层后再精抛光40min，对抛光后的镍钛合金正畸丝进行超声波清洗和烘干处理，得到成品镍钛合金正畸丝。
41.实施例3
42.1)将横截面尺寸为0.47mm
×
0.57mm的矩形镍钛合金丝，裁剪成250mm长，将镍钛合金丝嵌入定型模具的弓形限位槽中，并通过绑扎固定槽中的固定线将其固定在尖圆形弓形限位槽中。
43.2)将步骤1)的模具放入定型操作箱中，将两根导线一端的插头分别接入恒定直流
电源的正负两极，将两根导线另一端的导电夹分别夹住镍钛合金丝的两端。开启直流电源，设置电压为25v，通电时间为12s，电流为5a，对镍钛合金丝进行热定型处理。完成热定型处理后在镍钛合金正畸丝两端相距60mm处，将正畸丝末端剪齐。
44.3)将上述步骤2)得到的镍钛合金正畸丝放于螺旋抛光机内粗抛光35min，酸洗去除表面氧化层后再精抛光35min，对抛光后的镍钛合金正畸丝进行超声波清洗和烘干处理，得到成品镍钛合金正畸丝。
45.对比例1
46.采用现有技术的高温热处理对实施例3中的镍钛合金丝进行定型，将镍钛合金丝置于加热炉中，加热温度为450℃，加热时间为5min。
47.对比例2
48.对比例2与实施例3的不同之处仅在于，提高电压至60v，其余参数和方法均与实施例3相同。
49.对比例3
50.对比例3与实施例3的不同之处仅在于，提高电流至20a，其余参数和方法均与实施例3相同。
51.对比例4
52.对比例4与实施例3的不同之处仅在于，提高热处理时间至60s，其余参数和方法均与实施例3相同。
53.测试例1
54.使用拉伸试验机对实施例1～3以及对比例1～4得到的镍钛合金丝进行超弹性试验，试验步骤包括：制备试样；夹持试样；将力学传感器归零；将试样拉伸至应力诱发马氏体相变结束时对应的应变；卸载至应力为0mpa。
55.试验参数和结果见表1。
56.表1：实施例1～3和对比例1～4的指标参数
[0057][0058]
参考表1，首先，将实施例1～3与对比例1相比，实施例1～3均具有大于9％的可恢复应变，和现有技术的高温加热定型的7.2％的可恢复应变相比，显著减少了超弹性损失。
[0059]
第二，将实施例3和对比例2相比，对比例2的电压为60v，比实施例3的25v高，其余参数均相同，然而，对比例2的可恢复应变却急剧降低为2.3％，可见，电压值不宜过大。
[0060]
第三，将实施例3和对比例3相比，对比例3的电流为20a，比实施例3的5a高，其余参数均相同，然而，对比例3的可恢复应变却急剧降低为1.8％，可见，电流值也不宜过大。电流和电压值不宜过大的原因在于，避免局部受热过大。
[0061]
第四，将实施例3和对比例4相比，对比例4的热处理时间为60s，比实施例3的12s高，其余参数均相同，然而，对比例4的可恢复应变却急剧降低为0.9％，可见，热处理时间也不宜过大，因为，热处理时间过长，使超弹正畸材料吸收的热量过高，导致超弹性损失过大。
[0062]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。