صفحه 1:
ites
:موضوع
به روش متالورژی پودر جهت کاربردهای ۱۷313 ساخت قطعات حافظه دار
:استاد
اقای دکتر نجفی
:دانشجو
علی محمد بیگی
اذرماه۱۳۹۰
صفحه 2:
مقي هية
صفحه 3:
در سالیان اخیر استفاده از ترکیبات ۷111[ جهت ساخت قطعات مورد استفاده در علم پزشکی مانند قطعات
جایگزین استخوان مورد توجه قرار گرفته است .در لین تحقیق ساخت لین قطعات به روش متالورٍی پودر با
استفاه از پودر های عنصری نیکل و تیتانیم مورد بررسی قرار گرفته است.
صفحه 4:
ویژکیهای آلیاژ۷111:
0 خاصیت حافظه داری
w سوپر الاستیسیته
خاصیت جذب انرژی بالا
05 سازگاری عالی در محیط های بیولوژ
0 مقاومت به خستگی
مقاومت به خوردگی بالا
صفحه 5:
مزیت روش متالورژی پودر نسبت به روشهای دیگر
۳ ساختار همگن
20 عدم ایجاد رسوبات و ترکیبات فلزی ناخواسته
2020 عدم جذب گاز و ناخالصیهای کربنی ناشی از بوته های گرافیتی
»2 جكالى يايين
)0 تغيير فرم زياد قبل از شكست
& سازكارى زياد با بافت بدن
ov كنترل خواص مكانيكى
۱ مدول الاستيسيته يايين و نزديك به استخوان
صفحه 6:
مواد و روش تحقیق
صفحه 7:
مواد مورد استفاده در اين تحقیق عبارتند از :
پودر تیتانیم با خلوس ۹۹/۹۹درصد با سایز زیر ۵۰ میکرون ساخته شده توسط شرکت
JONHSON MATTHEY
پودر نیکل با خلوص بالای ۹۹/۵ درصد و با سایز زیر ۱۰ میکرون از شرکت 115867
صفحه 8:
مخلوط کردن پودرها به نسبت اتمی ۵۰-۵۰ در میکسر دوار جهت یکنواختی در ترکیب
فشردن پودر ها با پرس هیدرولیک تحت فشارهای ۷۵۰و 9301۷۳۸
طراحی و ساخت نمونه مانند شکل ۱
صفحه 9:
6
شکل ۱-نونه تهیه شده از ترکیب| 1۲لا
طراحی 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.
صفحه 10:
عملیات تفجوشی :
وه یات NBN YJ 8 ga gent كاذه اقثذه الست
د سيج ee مسبم ببسي
صفحه 11:
نگهداری نمونه ها در دمای 6400 به مدت ۱ ساعت جهت تجزیه 11۳12
عملیات تفجوشی در دمای 1050 »بمدت ۲ ساعت در خلاء0 10۳8711
عملیات حرارتی تحت اتمسفر ارگون در دمای 6500 به مدت ۱ ساعت جهت بهینه
ساختن رفتار حافظه داری.
صفحه 12:
یافته ها و بحث
صفحه 13:
شکل ۳-تصویر متالوگرافی قطعات تهیه شده در (3) فشار( ) ۲۳۵750 فشار ۱۳۸۵930 در مقیاس ۱۰۰
میکرون
صفحه 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
كه اين ساختار تاثير مثبتى روى خواص مكانيكى و حافظه دارى قطعه ميكذارد
در نمونه با تخلخل 1/۴۱ (8)حفره ها دارای ابعاد بزرگتر هستند و حفرات به هم پیوسته
نیز در ساختار دیده می شوند
با افزییش فشار تخلخل به 0(/۳۱)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
صفحه 15:
توزیع حفره ها بر حسب نسبت سطحی حفره ها به سطح کل و تعداد حفره ها
وزيع پر حسب نسب
© سس
صفحه 16:
با توجه به شکل(8) ۴ مشخص می شود در هر دو فشار اعمللی اکثر حفره های ایجاد
شده دارای ابعاد ریز هستند که با افزایش فشار توزیع حفره ها نسبتا منظم تر شده ا
اما همانطور که در شکل(۴)0 مشاهده می شود نسبت سطحی تخلخل ها مربوط به
نمونه با فشار بالا توزیع مناسب تری دارد
چس در نتیجه جهت رسیدن به خواص دلخواه با کنترل فرایند تولید می توان قطعات با
توزیع تخلخل مناسب را ایجاد نمود
صفحه 17:
100
آنالیز 26110 قطعه پس از تفجوشی
20 40 60 80
2Theta
شکل ۵-الگوی پراش اشعه 24 برای نمونه متخلخل 17۲1
Intensity
صفحه 18:
همانطور که در شکل ۵ مشاهده می شود فقط پیک های 21111 در ساختار دیده میشود
و سایر بین فلزی ها تشکیل نشده اند.
عدم وجود این ترکیبات در ساختار را به فروپاشی 11112 در حین تفجوشی میتوان
نسبت دا۵.
صفحه 19:
تصاویر متالوگرافی
شکل ۶-تصا:
ویر تیقه های مارتتزیت
ای مارتتزیتی در ساختار نمون
نمونه های 1]]ل] در بز
در بزرگنمایی مختلف
صفحه 20:
همانگینه که در شکل ۶ مشاهده می شود ساختار تماما از تیفه های مارتنزیتی تشکیل
يافته است.
لین تیفه ها به صورت گروه های مختلف در کنار یکدیگر به صورت خود جایگیری قرار
گرفته اند .
لین نوع مارتئزیت .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
اط تیره رنگ در تصویر حفره های موجود در ساختار را نشان میدهد.
صفحه 21:
نمودار تتش - کرنش برای نمونه پس ازتفجوشی
11 Pee Sh BOF im A مس
صفحه 22:
با توجه به شکل ۷ مدول الاستیک اندازه گیری شده ۵۳۵3/8 است که بسیار نزدیک
به مدول الاستیک استخوان می باشد
در دمای محیط ,قطعه پس از باربرداری میزان۳ درصد بازیلبی کرنش دارد که به رفتار
jugs الاسقيك' تزقيب :21113 نسبت فاده جی شیوفا
همچنین با افزایش دما تا 250 تقریبا ۲ درصد کرنش بازیابی شده است که رفتار حافظه
داری قطعه را نشان می دهد
صفحه 23:
0 مم 8
حافظه داری در نمونه های 1 آلا| با استفاده از تست خمش سه نقطه 3)قبل از بار
کذاری0)پس از اعمال نیروت)گرم کردن تا دمای 45
صفحه 24:
برای بررسی رفتار حافظه داری .نمونه تولید شده مطلبق شکل ۸ تحت عملیات خمش
قرار گرفته است .
میزان ۲ درصد کرنش در دمای محیظ به قطعه اعمال شده است . بطوریکه در نقطه
مرکز 10104جابجایی داریم.
در ادامه با افزایش دما تا 645 اين مقدار کرنش بازیابی شده است
صفحه 25:
باتشکر