鎳鈦合金是一種形狀記憶合金，形狀記憶合金是能將自身的塑性變形在某一特定溫度下自動恢復為原始形狀的特種合金。它的伸縮率在20%以上，疲勞壽命達1*10的7次方，阻尼特性比普通的彈簧高10倍，其耐腐蝕性優(yōu)于目前好的醫(yī)用不銹鋼，因此可以滿足各類工程和醫(yī)學的應用需求，是一種非常的功能材料。

記憶合金除具有獨特的形狀記憶功能外，還具有耐磨損、抗腐蝕、高阻尼和超彈性等優(yōu)異特點。

(一)鎳鈦合金的相變與性能

顧名思義，鎳鈦合金是由鎳和鈦組成二元合金，由于受到溫度和機械壓力的改變而存在兩種不同的晶體結構相，即奧氏體相和馬氏體相。鎳鈦合金冷卻時的相變順序為母相(奧氏體相)-R相-馬氏體相。 R相是菱方形，奧氏體是溫度較高(大于同樣地:即奧氏體開始的溫度)的時候，或者去處載荷(外力去除Deactivation)時的狀態(tài)，立方體，堅硬。形狀比較穩(wěn)定。而馬氏體相是溫度相對較低(小于Mf:即馬氏體結束的溫度)或者加載(受到外力活化)時的狀態(tài)，六邊形，具有延展性，反復性，不太穩(wěn)定，較易變形。

(二)鎳鈦合金的特殊性能

1、形狀記憶特性(shape memory) 形狀記憶是當一定形狀的母相由Af溫度以上冷卻到Mf溫度以下形成馬氏體后，將馬氏體在Mf以下溫度形變，經加熱至Af溫度以下，伴隨逆相變，材料會自動恢復其在母相時的形狀。實際上形狀記憶效應是鎳鈦合金的一個由熱誘發(fā)的相變過程。

2、超彈性 (superelasticity) 所謂的超彈性是指試樣在外力作用下產生遠大于起彈性極限應變量的應變，在卸載時應變可自動恢復的現象。即在母相狀態(tài)下，由于外加應力的作用，導致應力誘發(fā)馬氏體相變發(fā)生，從而合金表現出不同于普通材料的力學行為，它的彈性極限遠遠大于普通材料，并且不再遵守胡克定律。和形狀記憶特性相比，超彈性沒有熱參與?？偠灾瑥椥允侵冈谝欢ㄐ巫兎秶鷥葢Σ浑S應變的增大而增大，可將超彈性分為線性超彈性和非線性超彈性兩類。前者的應力-應變曲線中應力與應變接近線性關系。非線性超彈性是指在Af以上一定溫度區(qū)間內加載和卸載過程中分別發(fā)生應力誘發(fā)馬氏體相變及其逆相變的結果，因此非線性超彈性也稱相變偽彈性。鎳鈦合金的相變偽彈性可達8%左右。鎳鈦合金的超彈性可隨著熱處理的條件的變化而改變，當弓絲被加熱到400oC以上時，超彈性開始下降。

3、口腔內溫度變化敏感性:不銹鋼絲和CoCr合金牙齒矯形絲的矯治力基本不受口腔內溫度的影響。超彈性鎳鈦合金牙齒矯形絲的矯治力隨口腔溫度的變化而變化。當變形量一定時。溫度升高，矯治力增加。一方面，它可以加速牙齒的運動，這是因為口腔內的溫度變化會刺激由于矯治器件造成造成毛細滯息的血流停滯部位的血液流動，從而使得在牙齒移動過程中修復細胞得到充分營養(yǎng)，維持其生機和正常功能。另一方面，正畸醫(yī)生無法控制或測量口腔環(huán)境下的矯治力。