[发明专利]形成烧结的镍-钛-稀土（Ni-Ti-RE）合金的方法

说明书

技术领域

本披露总体上涉及镍-钛合金并且更具体地涉及包含一种稀土组分的镍-钛合金的粉末冶金加工。

背景技术

镍-钛合金通常用于制造管腔内生物医疗器械，如自膨胀式支架、支架型移植物、栓塞保护过滤器和取石篮。

此类器械可以开发等原子或接近等原子的镍-钛合金（通常被称为镍钛诺（Nitinol））的超弹性或形状记忆行为。然而，由于镍-钛合金的较差的辐射不透性，此类器械难以使用非侵入性图像技术如x射线荧光法从身体外部可视化。当该官腔内器械是由细丝或薄壁支柱制成时，可视化特别是有问题的。因此，一位临床医生不可能精确地放置和/或操作体腔内的一个镍钛诺支架或篮。目前改进镍-钛医疗器械的辐射透不性的方法包括使用由重金属元素制成的不透射线的标记、涂层、或芯。此外，贵金属如铂（Pt）、钯（Pd）和金（Au）已经被用作合金添加剂以改进镍钛诺的辐射不透性，尽管这些元素的高成本。在最新发展中，已经显示（例如，美国专利申请公开2008/0053577，“包括稀土金属的镍-钛合金（Nickel-Titanium Alloy Including a Rare Earth Element）”，该申请公开通过引用以其全部内容结合在此）稀土金属如铒可以与镍钛诺合金化以产生一种具有辐射不透性的三元合金，该三元合金与Ni-Ti-Pt合金是可比较的（如果不更好的话）。

包括稀土或其他合金元素的三元镍-钛合金通常是通过真空熔化技术形成的。然而，在将该合金从熔体冷却时，一个二次相的脆性网络可能在该合金基体中形成，潜在地减弱该三元合金的可加工性和机械特性。如果该脆性二次相网络不能通过适合的均化热处理和/或热机械加工步骤被破坏，那么可能不可能找到该三元镍-钛合金在医疗器械或其他应用中的实际应用。

如美国专利申请2008/0053577中所述的，该镍-钛合金具有一种取决于该合金的组成和加工历史的相结构。该稀土元素可以与镍和/或钛形成一种固溶体。该稀土元素还可以与镍和/或钛形成一个或多个二元的金属间化合物相。换句话说，该稀土金属可以与镍以特定的比例和/或与钛以特定的比例进行组合。不希望受理论束缚，据信列出的作为优选的三元合金添加剂的大多数稀土金属将代替钛并且与镍（如例如NiRE、Ni₂RE、Ni₃RE₂或Ni₃RE₇）形成一个或多个金属间化合物相。然而，在一些情况下，该稀土金属还代替镍并且与钛相组合以形成一种固溶体或一种化合物如Ti_xRE_y。该镍-钛合金还可以包括一个或多个镍和钛的其他金属间化合物相，如NiTi、Ni₃Ti和/或NiTi₂，取决于该组成和热处理。该稀土金属添加剂可以与镍和钛原子两者形成一个三元金属间化合物相，如Ni_xTi_yRE_z。不同Ni-Ti-RE合金中的一些示例性相在以下表1中表明。而且，在一种或多种另外的合金元素存在于该镍-钛合金中的情况下，这些另外的合金元素可以与镍、钛、和/或该稀土元素形成金属间化合物。

表1.Ni-Ti-RE合金中的示例性的相