니티놀 와이어(Nitinol Wire)의 인장시험 (ASTM F2516)

니티놀(Nitinol)은 형상기억 초탄성 합금으로 바이오 메디컬 산업분야에서 상당히 많이 사용됩니다. 니티놀을 사용하는 수많은 응용분야로는 스텐트, 치과용 와이어, 카데터(catheter) 가이드 와이어, 내부 골절 고정기구,  바이오시 포셉(biopsy forcep) 등이 있습니다. 니티놀을 시험하는데 가장 어려운 점은 연신율을 정확히 측정하는 것입니다. 크로스헤드 위치나 LVDT 값으로는 ASTM 표준에 명시된 구체적인 신율 기준을 만족시킬 정밀도를 가질 수 없습니다. 흔히 부착형 신율계가 사용되긴 하지만 나름대로 극복해야할 문제점들이 있습니다. 부착형 신율계들의 자체 무게 때문에 와이어가 휘거나 물림부인 나이프엣지(knife-edge)가 미끌어져 와이어를 손상시키거나 원래보다 조기에 파단이 발생할 수도 있습니다. 게다가 대부분의 부착형 신율계는 그 재료의 정확한 특성 파악을 위해 필요한 충분한 표점거리를 가지고 있지 못합니다. 
 
첨단 비디오 신율계(Advanced Video Extensometer (AVE))는 니티놀 와이어의 반복하중 시험과 파단 시까지의 연신율 측정에 적합한 솔루션입니다. 이 시험에는 5582 기계식 시험기에 1 kN 용량의 로드셀과 1 kN 용량의 공압식 코드 앤 얀 그립(cord and yarn grip)을 장착하여 사용하였습니다. pneumatic cord and yarn grip은 시편의 정확한 정렬이 가능하고 시편 파단으로 이어질 수 있는 그립 페이스 부분에서의 응력집중을 줄일 수 있어서 니티놀 와이어 시험에 적합하여 추천합니다. 직경이 더 크거나 튜브형의 시편에는  공압식 사이드 액션그립(pneumatic side action grips) 또는 수동식 웨지 그립(mechanical wedge grips)을 추천하여 드립니다. 
 
파단 시까지의 기본적인 인장시험 외에도 니티놀의 특성을 파악하는 가장 흔한 시험방법은 그 재료를 6% 또는 8% 연신율까지 하중을 가한 다음 연신율 0%인 지점까지 다시 회복시킨 후 파단 시까지 다시 인장하는 것입니다. Bluehill® software 의 test profiler 사양은 이러한 각각의 하중을 부가해 주는 제어와 각 곡선의 특정 영역에서 데이터 분석을 쉽게 할 수 있도록 해 줍니다. 우리는 이 시험방법을 인장강도와 상부 및 하부 유지점에서의 강도, 같은 직경의 세개의 니티놀 와이어 시편에 대한 인장 값을 구하기 위해 사용하였습니다. 그 결과를 보면 AVE가 반복 하중 시험 및 파단 시까지의 연신율을 아주 정확하게 잘 읽어낸다는 것을 알 수 있습니다. 

이 솔루션 정보

관련 표준: ASTM F2063 | ASTM F2516
시편 종류: 관형 | 봉형 | 와이어
재료: 금속 | 바이오메디컬 | 생체 재료
시험 유형: 단순반복시험 | 인장시험
비즈니스 부문: 바이오메디컬/의료산업/헬스케어

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