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镍钛合金人流器超弹性设计与制备

作　者: 李兆清
导　师: 李莉
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 材料学
关键词: 镍钛合金 人工流产术 超弹性 网篮 热处理工艺
分类号: TH789
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


目前国内终止妊娠的方法主要有器械性人工流产术和药物性人工流产术,而器械性人工流产术主要以负压吸引术为主,即用负压通过硬质管具将子宫内的妊娠产物吸出以使妊娠终止,负压吸引术面临的最大问题是扩张宫颈,子宫穿孔以及大出血,有关负压吸引术所用人流器械的结构设计、材料选择对解决以上问题有十分重要的现实意义。镍钛形状记忆合金具有超弹性及良好的生物相容性,选用其作为新型的用于人工流产术的材料具有可行性。本文选用镍钛形状记忆合金作为人工流产器械的主要材料,自行设计了一种网篮式终止妊娠的器械,主要包括鞘管,导杆,网篮和手柄四个部分。通过无尖网篮将妊娠物从宫腔取出的终止妊娠方法,避开了原始的负压作用原理,扩张宫颈口,硬质导管不能适应子宫的方位和曲张的形状,以及通过二次刮拉使妊娠组织流出宫腔等问题。本文采用ANSYS软件对镍钛合金人流器力学结构进行计算模拟。结果表明,在给定约束的情况下,镍钛合金人流器的力学结构设计合理。通过对网篮用镍钛合金丝材进行了马氏体相变与力学性能研究,确定镍钛合金网篮的定型热处理工艺为520℃保温10min。设计并制备了专门用于镍钛合金人流器网篮定型及激光焊接的模具,通过对焊接接头组织分析、焊接接头拉伸性能比较测试及断口形貌分析,确定了镍钛合金网篮激光焊接工艺,并制备出镍钛合金人流器的主体部分——网篮。本文完成了镍钛合金人流器前端网篮的制备,获得了镍钛合金超弹性和焊接最佳的工艺参数,为所设计的终止妊娠的器械在人工流产临床最终应用提供了技术基础。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-25
  1.1 引言  11
  1.2 镍钛形状记忆合金  11-16
    1.2.1 形状记忆效应  11-12
    1.2.2 超弹性  12-13
    1.2.3 形状记忆效应和超弹性之间的关系  13-15
    1.2.4 镍钛形状记忆合金的力学性能  15-16
    1.2.5 镍钛形状记忆合金在医学领域的应用  16
  1.3 人工流产术  16-23
    1.3.1 人工流产术简介  16-19
    1.3.2 人工流产术的国内外现状  19-23
  1.4 本文研究的意义和目的  23-24
  1.5 本文的主要工作  24-25
第2章 镍钛合金人流器选材和实验方法  25-30
  2.1 实验材料  25-27
    2.1.1 实验材料的选择  25
    2.1.2 供货态丝材的性能  25-27
  2.2 热处理工艺  27
  2.3 焊接工艺  27-28
  2.4 计算及性能表征方法  28-29
    2.4.1 计算模拟  28-29
    2.4.2 差示扫描量热分析  29
    2.4.3 拉伸性能测试  29
    2.4.4 金相组织观察  29
    2.4.5 形貌观察  29
  2.5 本章小结  29-30
第3章 镍钛合金人流器结构设计及力学评价  30-45
  3.1 引言  30
  3.2 镍钛合金人流器的整体设计  30-34
    3.2.1 设计思路  30-31
    3.2.2 整体结构设计  31-34
  3.3 模具设计  34-35
  3.4 有限元力学模拟  35-44
    3.4.1 模拟软件  36
    3.4.2 建立CAD模型  36-37
    3.4.3 建立网篮结构有限元模型  37-39
    3.4.4 模拟结果分析  39-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章 镍钛合金人工流产器超弹性定型处理  45-61
  4.1 引言  45
  4.2 热处理工艺  45-58
    4.2.1 热处理对NiTi合金丝材相变行为的影响  46-50
    4.2.2 热处理对NiTi合金丝材力学性能的影响  50-58
  4.3 镍钛合金人流器热处理工艺优化  58-59
  4.4 本章小结  59-61
第5章 镍钛合金人流器前端网篮的制备  61-72
  5.1 引言  61
  5.2 焊接工艺的优化  61-68
    5.2.1 焊接工艺对力学性能的影响  63-64
    5.2.2 焊接接头断口形貌分析  64-66
    5.2.3 焊接区组织形貌分析  66-68
  5.3 镍钛合金人流器的制备  68-70
    5.3.1 网篮的制备  68-70
    5.3.2 镍钛合金人流器整体的连接  70
  5.4 镍钛合金人流器使用说明  70-71
  5.5 本章小结  71-72
结论  72-74
参考文献  74-80
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  80-81
致谢  81

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 医药卫生器械 > 其他医疗器械
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