ساخت قطعات حافظه دار NiTi به روش متالورژی پودر جهت کاربردهای پزشکی
اسلاید 1: موضوع: ساخت قطعات حافظه دار NiTi به روش متالورژی پودر جهت کاربردهای پزشکی استاد:اقای دکتر نجفیدانشجو:علی محمد بیگیاذرماه1390
اسلاید 2: مقدمه
اسلاید 3: در سالیان اخیر استفاده از ترکیبات NiTi جهت ساخت قطعات مورد استفاده در علم پزشکی مانند قطعات جایگزین استخوان مورد توجه قرار گرفته است .در این تحقیق ساخت این قطعات به روش متالورژی پودر با استفاده از پودر های عنصری نیکل و تیتانیم مورد بررسی قرار گرفته است.
اسلاید 4: خاصیت حافظه داریسوپر الاستیسیتهخاصیت جذب انرژی بالاسازگاری عالی در محیط های بیولوژیکیمقاومت به خستگی مقاومت به خوردگی بالاویژگیهای آلیاژNiTi :
اسلاید 5: ساختار همگنعدم ایجاد رسوبات و ترکیبات فلزی ناخواستهعدم جذب گاز و ناخالصیهای کربنی ناشی از بوته های گرافیتیچگالی پایینتغییر فرم زیاد قبل از شکست سازگاری زیاد با بافت بدن کنترل خواص مکانیکیمدول الاستیسیته پایین و نزدیک به استخوانمزیت روش متالورژی پودر نسبت به روشهای دیگر
اسلاید 6: مواد و روش تحقیق
اسلاید 7: مواد مورد استفاده در این تحقیق عبارتند از : پودر تیتانیم با خلوص 99/99درصد با سایز زیر 50 میکرون ساخته شده توسط شرکت JONHSON MATTHEYپودر نیکل با خلوص بالای 99/5 درصد و با سایز زیر 10 میکرون از شرکت MERCH
اسلاید 8: مخلوط کردن پودرها به نسبت اتمی 50-50 در میکسر دوار جهت یکنواختی در ترکیبفشردن پودر ها با پرس هیدرولیک تحت فشارهای 750و 930MPAطراحی و ساخت نمونه مانند شکل 1
اسلاید 9: شکل 1-نونه تهیه شده از ترکیبNITIطراحی شکل نمونه به صورتی است که با ان رفتار فیکسچرهای مورد استفاده برای ترمیم بافت استخوان را بتوان شبیه سازی نمود و همچنین نمونه ها قابلیت انجام تست کشش را دارا باشند.
اسلاید 10: نحوه عملیات تفجوشی در شکل 2 نشان داده شده است.عملیات تفجوشی :
اسلاید 11: نگهداری نمونه ها در دمای C400 به مدت 1 ساعت جهت تجزیه TiH2عملیات تفجوشی در دمای C1050بمدت 2 ساعت در خلاءTORR10عملیات حرارتی تحت اتمسفر ارگون در دمای C500 به مدت 1 ساعت جهت بهینه ساختن رفتار حافظه داری.
اسلاید 12: یافته ها و بحث
اسلاید 13: شکل 3-تصویر متالوگرافی قطعات تهیه شده در (a) فشارMPA750 (b ) فشار MPA930 در مقیاس 100 میکرون(a )(b)تصویر متالوگرافی از ساختار
اسلاید 14: با توجه به تصویر متالوگرافی نتیجه می شود که : درهر دو حالت تخلخل های موجود در ساختار دارای شکل تقریبا منظم و کروی می باشند که این ساختار تاثیر مثبتی روی خواص مکانیکی و حافظه داری قطعه میگذارد در نمونه با تخلخل 41% (a)حفره ها دارای ابعاد بزرگتر هستند و حفرات به هم پیوسته نیز در ساختار دیده می شوندبا افزایش فشار تخلخل به 31%(b)کاهش یافته و همچنین سایز حفرات کاهش یافته و حفرات همگی کروی بوده و کاملا از هم جدا میباشند و همچنین توزیع حفرات در قطعه یکنواخت تر شده است
اسلاید 15: توزیع حفره ها بر حسب نسبت سطحی حفره ها به سطح کل و تعداد حفره ها
اسلاید 16: با توجه به شکل(a) 4 مشخص می شود در هر دو فشار اعمالی اکثر حفره های ایجاد شده دارای ابعاد ریز هستند که با افزایش فشار توزیع حفره ها نسبتا منظم تر شده استاما همانطور که در شکل(b)4 مشاهده می شود نسبت سطحی تخلخل ها مربوط به نمونه با فشار بالا توزیع مناسب تری دارد پس در نتیجه جهت رسیدن به خواص دلخواه با کنترل فرایند تولید می توان قطعات با توزیع تخلخل مناسب را ایجاد نمود
اسلاید 17: آنالیزXRD قطعه پس از تفجوشیشکل5-الگوی پراش اشعه X برای نمونه متخلخل NiTi
اسلاید 18: همانطور که در شکل 5 مشاهده می شود فقط پیک های NiTi در ساختار دیده میشود و سایر بین فلزی ها تشکیل نشده اند.عدم وجود این ترکیبات در ساختار را به فروپاشی TiH2 در حین تفجوشی میتوان نسبت داد.
اسلاید 19: تصاویر متالوگرافی((a(b)شکل6-تصاویر تیغه های مارتنزیتی در ساختار نمونه های NiTi در بزرگنمایی مختلف
اسلاید 20: همانگونه که در شکل 6 مشاهده می شود ساختار تماما از تیغه های مارتنزیتی تشکیل یافته است.این تیغه ها به صورت گروه های مختلف در کنار یکدیگر به صورت خود جایگیری قرار گرفته اند .این نوع مارتنزیت ،مارتنزیت ترمو الاستیک نامیده می شود که ایجاد کننده رفتار حافظه داری در مواد است .با وجود این ساختار مارتنزیتی در دمای اتاق رفتار حافظه داری را می توان در قطعه انتظار داشت .نقاط تیره رنگ در تصویر حفره های موجود در ساختار را نشان میدهد.
اسلاید 21: نمودار تنش – کرنش برای نمونه پس ازتفجوشی
اسلاید 22: با توجه به شکل 7 مدول الاستیک اندازه گیری شده GPA3/8 است که بسیار نزدیک به مدول الاستیک استخوان می باشددر دمای محیط ،قطعه پس از باربرداری میزان3 درصد بازیابی کرنش دارد که به رفتار سوپر الاستیک ترکیب NiTi نسبت داده می شودهمچنین با افزایش دما تا c50 تقریبا 2 درصد کرنش بازیابی شده است که رفتار حافظه داری قطعه را نشان می دهد
اسلاید 23: تست خمش برای بررسی رفتار حافظه داریشکل8-بررسی رفتار حافظه داری در نمونه های NiTi با استفاده از تست خمش سه نقطه a)قبل از بار کذاریb)پس از اعمال نیروc)گرم کردن تا دمای c45(a)(b)(c)
اسلاید 24: برای بررسی رفتار حافظه داری ،نمونه تولید شده مطابق شکل 8 تحت عملیات خمش قرار گرفته است .میزان 2 درصد کرنش در دمای محیط به قطعه اعمال شده است . بطوریکه در نقطه مرکز mm4جابجایی داریم.در ادامه با افزایش دما تا c45 این مقدار کرنش بازیابی شده است
اسلاید 25: باتشکر
نقد و بررسی ها
هیچ نظری برای این پاورپوینت نوشته نشده است.