Study of composition, phase transformation and mechanical properties of nickel-titanium orthodontic arch wire

การศึกษาองค์ประกอบการเปลี่ยนเฟส และคุณสมบัติเชิงกลของลวดนิกเกิล-ไทเทเนียมทางทันตกรรมจัดฟัน

Name: Rutchadakorn Isarapatanapong

LCSH: Nickel-titanium

LCSH: Orthodontic Wires -- Mechanical properties

LCSH: Orthodontic Wires -- classification

Abstract: Nickel-titanium arch wire has several advantages in orthodontic treatment. In the last few years many new nickel-titanium orthodontic arch wires have been introduced in Thailand with great varieties of prices and manufactures. The aim of this study was to study composition, phase transformation and mechanical properties of 14 different nickel-titanium preformed arch wires with a nominal size of 0.016 x 0.022 inch. These wires were examined using scanning electron microscope-energy dispersive X-ray microanalysis (SEM-EDS), surface roughness tester, optical microscope, differential scanning calorimetry (DSC) and three point bending test. The three-point bending test was carried out at 36oC. Six specimens of each wire were tested. Load-deflection test was carried out on three point bending test at deflection on 3.1 mm., and data from selected points on the unloading phase of the generated graphs were descriptive statistically analyzed. The compositions were Nickel (50.085%-51.605%), Titanium (46.675%- 48.140%), Copper (0.995%-1.155%), Aluminum (0.220%-1.325%), Chromium (0%- 0.275%), Iron (0%-0.030%). None contained Cobalt. The surface roughness of the 14 wires, Flexwire was smoothest and NIC was the roughest. NIC had a higher surface roughness, about 10 times that of Flexwire. The dimensions of the grain size of the 14 wires were typically 2-8 μm. G&H, Ormco, AMDG, IMD, Smart, TruFlex, Force 1, NIC, Sentalloy, Ortho Supply and Flexwire were almost or completely austenitic in the oral environment, whereas Highland, Grikin and Unitex were a mixture of austenite and martensite. The wires showed austenitic finish temperatures ranging from 17°C to 59°C. On three point bending test, during loading and unloading, the delivered forces changed slightly when the deflection varied. Sentalloy wire applied the lowest continuous force. All commercial wires may not necessarily behave in the same manner. The results of this study show that nickel-titanium orthodontic arch wires have differences in composition, phase transformation and mechanical properties. This information is valuable for the evaluation of differences in performance of nickeltitanium orthodontic wires found in clinical studies.

Abstract: การศึกษานี้เป็นการวิจัยเชิงทดลองเพื่อศึกษาองค์ประกอบ อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟส และ คุณสมบัติเชิงกล ของลวดนิกเกิล-ไทเทเนียม ทางทันตกรรมจัดฟันจำนวน 14 ยี่ห้อ โดยใช้ลวด ขนาด 0.016 x 0.022 นิ้ว โดยลวดถูกนำไปวิเคราะห์หาองค์ประกอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอ นร่วมกับเอเนอจีดิสเพอสีพ เอกซเรย์ไมโครอนาไลสิส วิเคราะห์ความขรุขระพื้นผิวด้วยเครื่องวัด ความขรุขระ วิเคราะห์อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสด้วย เครื่องดิฟเฟอเรนเชี่ยล สแกนนิ่ง คาลอริมิเตอร์ ศึกษาโครงสร้างเกรนด้วยกล้องจุลทรรศน์ วิเคราะห์แรงที่ได้รับจากลวดด้วยวิธีกดสามจุด และใช้ ค่าสถิติเชิงพรรณนาในการวิเคราะห์ข้อมูล จากการศึกษาพบว่า ลวดทั้ง 14 ยี่ห้อ มีองค์ประกอบคือ นิกเกิล ร้อยละ 50.085-51.605, ไทเทเนียม ร้อยละ 46.675-48.140, คอปเปอร์ ร้อยละ 0.995-1.155, อลูมิเนียม ร้อยละ 0.220- 1.325, โครเมียม ร้อยละ 0-0.275, เหล็ก ร้อยละ 0-0.030 และไม่พบโคบอลท์ ในลวดทั้ง 14 ยี่ห้อ เมื่อศึกษาถึงความขรุขระบนผิวลวดพบว่า ลวดชนิด Flexwire มีความขรุขระน้อยที่สุด และ NIC มี ความขรุขระมากที่สุด โดยมีความขรุขระมากกว่าลวดชนิด Flexwire 10 เท่า เมื่อทำการศึกษาถึง ขนาดเกรน พบว่ามีขนาด 2 ถึง 8 ไมครอน โดยมีอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสเป็นเฟสออสเทไนท์สิ้นสุด อยู่ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 17 ถึง 59 องศาเซลเซียส และเมื่อทำการทดสอบด้วยวิธีกดสามจุดพบว่า ลวด ชนิด Sentalloy ให้แรงแบบคงที่ที่มีปริมาณน้อยที่สุดใน 14 ยี่ห้อ จากการศึกษาพบว่าลวดนิกเกิล-ไทเทเนียม ทางทันตกรรมจัดฟัน ทั้ง 14 ยี่ห้อ มีความแตกต่าง กันทั้งองค์ประกอบ กลไกการเปลี่ยนเฟส และคุณสมบัติเชิงกล โดยข้อมูลที่ได้จากการศึกษานี้ สามารถนำไปประเมินเพื่อใช้ในการเลือกลวดนิกเกิล-ไทเทเนียม ทางทันตกรรมจัดฟันที่เหมาะสม ทางคลินิกต่อไป

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Surachai Dechkunakorn

Role: Thesis Advisors

Created: 2006

Modified: 2553-06-15

Issued: 2010-06-03

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740471099

CallNumber: TH R972s 2006

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Orthodontics

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4736028.pdf	12.27 MB	61	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.408027 วินาที