本發明屬于生物醫用材料研究領域，涉及一種牙髓針材料及其制備方法，即采用tib2納米線取向增強niti形狀記憶合金絲用以制作牙髓針。
背景技術：
由于具有優異的形狀記憶特性、超彈性能和生物相容性，近等原子比niti合金已在醫療器械領域獲得了廣泛的應用。niti合金牙髓針即是充分利用niti合金在馬氏體狀態時低的彈性模量、較小的應力可引起較大的彈性應變，以及在溫度低于奧氏體轉變開始溫度(t<as)時應變能夠一直保留等特性，通過特制的切割邊緣，進入牙髓壞死部位進行清理，尤其是很高的柔韌性特別適用于復雜的牙髓結構。
但是，牙髓針用馬氏體niti合金硬度較低，耐磨性較差。同時，牙髓針轉速通常為350-400轉/min，扭矩1.5-2n，因此要求材料具有高的柔韌性適應復雜牙髓結構的同時，具有高的彎曲扭轉疲勞強度和耐磨性能，以提高其使用壽命，防止牙髓針斷裂等醫療事故的發生。但是niti合金像其他純合金材料一樣，高的柔韌性和高的強度、耐磨性很難同時兼顧，這就導致niti合金牙髓針在臨床應用中經常出現斷裂事故。因此，在保證niti合金高彈性應變、低彈性模量(也就是高柔韌性)的前提下，使其具備高的彎曲疲勞強度和耐磨性是提高牙髓針壽命和可靠性所必須解決的關鍵問題。
單根獨立的納米線具有超高的彈性應變(4-7％)和屈服強度，并且體現出比塊狀材料更好的機械性能，如其強度更高、韌性更好。因此將納米線與同樣具備高彈性應變的niti形狀記憶合金復合并使其取向排列，有望獲得高彈性應變、低彈性模量與高強度兼具的綜合性能。
技術實現要素：
本發明采用tib2納米線取向增強niti合金絲代替目前的純niti合金絲用以制作牙髓針，并采用真空感應熔煉-真空自耗重熔(或電渣重熔)-鍛造-軋制-熱拉拔-冷拉拔的工藝使得tib2納米線在niti合金絲中原位生成并沿絲軸向平行排列，
一種牙髓針材料，其特征在于：采用tib2納米線增強niti形狀記憶合金絲用以制作牙髓針材料，tib2納米線的體積分數3％-50％；tib2納米線沿絲的軸向平行排列。
如上所述的牙髓針材料的制備方法，具體步驟如下：
1、采用99.96wt.％的電解鎳ni、99.95wt.％的海綿鈦、b含量20wt％的nib合金作為原材料，通過真空感應熔煉制備tib2/niti母合金，并澆鑄成鑄錠；然后將tib2/niti母合金鑄錠進行真空自耗重熔或電渣重熔，通過控制自耗過程中凝固過冷度和速度來控制tib2的形核、生長方向和形態，實現tib2在niti合金中沿凝固方向呈線性均勻分布，同時直徑要控制到納米尺度范圍內。
2、將真空自耗錠進行鍛造開坯并熱軋成棒材，將軋制的棒材熱拉拔成絲，最后再將熱拉拔得到的絲冷拉拔到0.3-1.0mm不同規格；
3、冷拉拔后再進行退火熱處理，將真空自耗錠進行鍛造開坯、軋制盤圓、絲材熱拉拔和冷拉拔過程中，每一步都是沿著軸向進行塑性變形流動，在變形過程中tib2納米線也是隨著niti基體的流動逐步自動調整到軸線方向，因此熱變形的過程也是tib2逐步完成沿軸向定向排列的過程，最終得到tib2納米線取向增強niti合金絲。
本發明提出采用tib2陶瓷納米線對niti合金進行取向強化，通過感應熔煉使tib2在niti合金中原位生成，并通過真空自耗結合鍛造、拉拔工藝使得tib2納米線最終在niti合金絲中沿著軸向定向排列，這樣通過原位生成tib2相并使之以納米線形式在niti合金絲中定向排列，能夠保持niti合金低彈性模量、高彈性應變的同時，獲得更高的強度和耐磨性能，從而大幅度提高牙髓針的使用壽命和可靠性。
本發明的優點在于，(1)niti合金絲中以原位生成形式引入tib2納米線，并使其沿著軸向取向分布，能夠彌補niti合金強度的不足，獲得兼顧高柔韌性和高強度雙重性能的牙髓針材料，牙髓針的使用性能和可靠性都將得到大幅度提高；(2)冶煉過程中采用nib合金作為b源，能夠有效降低熔煉溫度，降低b的燒損，通過真空自耗重熔工藝可實現tib2在niti中的原位生成和均勻取向分布。
附圖說明：
圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施方式:
實施例1:制備φ1.0mm的tib2(5vol％)/niti合金絲
采用50kg的真空感應熔煉爐來制備母合金鑄錠，按母合金錠40kg進行配料，根據最終合金絲中tib2體積分數5％、ni和ti原子比1：1計算，電解鎳應加入19445.8克，海綿鈦加入18340.6克，nib合金(b占20wt％)加入2213.8克，通過真空感應熔煉制備tib2/niti母合金，并澆鑄成φ70mm規格的鑄錠；然后將tib2/niti母合金鑄錠進行真空自耗重熔，重熔錠規格為φ140mm，再將真空自耗錠進行鍛造開坯至φ60mm并熱軋到φ16mm棒材，鍛造和熱軋溫度為850℃，將軋制的φ16mm棒材熱拉拔到φ2mm絲，拉拔溫度750℃，最后再將熱拉拔得到的φ2mm絲冷拉拔到1.0mm，并進行退火熱處理，退火溫度350℃，最終得到規格為φ1.0mm的tib2(5vol％)/niti合金絲.
實施例2:制備φ0.3mm的tib2(10vol％)/niti合金絲
采用50kg的真空感應熔煉爐來制備母合金鑄錠，按母合金錠40kg進行配料，根據最終合金絲中tib體積分數10％、ni和ti原子比1：1計算，電解鎳應加入16830.4克，海綿鈦加入18693.1克，nib合金(b占20wt％)加入4476.5克，通過真空感應熔煉制備tib2/niti母合金，并澆鑄成φ90mm規格的鑄錠；然后將tib2/niti母合金鑄錠進行真空自耗重熔，重熔錠規格為φ150mm，再將真空自耗錠進行鍛造開坯至φ80mm并熱軋到φ20mm棒材，鍛造和熱軋溫度為900℃，將軋制的φ20mm棒材熱拉拔到φ3mm絲，拉拔溫度800℃，最后再將熱拉拔得到的φ3mm絲冷拉拔到0.3mm，并進行退火熱處理，退火溫度500℃，最終得到規格為φ0.3mm的tib2(10vol％)/niti合金絲。