کنترل تخلخل و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با روش فشردن ایزواستاتیک گرم
چکیده
آلیاژ نایتینول از دو عنصر نیکل و تیتانیوم با درصد اتمی مساوی یا نزدیک به هم درست شده است . این آلیاژ به سبب داشتن خواص منحصر به فردی همچون حافظه داری ، زیست سازگاری ، نرمی و سفتی انتخابی مورد توجه مهندسین صنایع جدید و متخصصین رشته های پزشکی و بیومواد قرار گرفته است .
این مقاله به تاثیر رفتار سوپر الاستیک آلیاژ نایتینول پرداخته ؛ سوپر الاستیسیته توسط حفره‌ها ویژه شبیه شکل ، اندازه و توزیع تخلخل کنترل می شود . که سبب بهبود چقرمگی خواص الاستیک و استحکام فشاری و خواص مکانیکی دیگر می شود .
کلمات کلیدی : نایتینول – سوپر الاستیک – حافظه داری – تخلخل ––چقرمگی
Abstract
Nitinol a Shape memory alloy Containing nickel and titanium With equal or Close to each other atomic percentages . Because of desirable properties Such as a Shape memory effect , Biocompatibility , Selective Stiffness or Softness and mechanical Strength , it’s use in Such advanced Systems as intelligent technologies , biomaterial an automatic equipments is now Seriously of the Considered. This paper reports superelastic behaviour of the SMA which is controlled by pore Characteristics Such as Pore Shape, pore Size and pore distribution is important for improving the toughness, elastic properties , Compression Strength and other mechanical properties.
Keywords: Nitinol-Superelastic-Shape Memory- Toughness
کلیات
مقدمه
اخیراً آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول نظر بسیاری از محققین و مهندسین مواد را جلب کرده است . زیرا خواص عالی و کاربردی بهینه‌آن ها به ویژه در پزشکی است . ساختار حفره‌ای در آلیاژ های حافظه دار نایتینول دانسیته آلیاژها را کاهش می دهد و بیش از آن ، مدول یانگ آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول می تواند به واسطه کنترل کردن خصوصیت حفره ها تنظیم شود .
روش متالورژی پودر فرایند اطمینان بخش‌تر برای بقیه‌آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول است. توسط زینتر کردن عناصر پودری نیکل و تیتانیوم ، روش متالورژی پودر شامل تکنیک های مختلفی است شبیه زینتر کردن معمولی ( CS[1]) واکنش حرارت زیاد خود پیشرو (SHS[2]) و فشردن ایزواستاتیک گرم ( HIP[3])تاکنون تهیه خواص مکانیکی آلیاژهای حافظه دار متخلخل توسط این روش ها با رضایتمندی انجام نشده است . شکل حفره های آلیاژ متخلخل نایتینول توسط زینتر کردن معمولی زمانی که اندازه حفره ها کوچک باشد معمولاً بی قاعده است . و در تکنیک فشردن ایزواستاتیک گرم آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول توزیع حفره ها آنیزوتروپیک و حفره های پیوسته بزرگی دارد بنابراین ساخت مواد نایتینول نوعاً ترد و سوپر الاستیسیته کمی را نشان می‌دهند بنابراین توسعه روشی برای تولید آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با توزیع متخلخل هموژن و ایزوتروپیک شکل حفره ها با قاعده و میزان اندازه حفره ها به علاوه خواص مکانیکی رضایتمند ضرورت دارد . تلاش زیاد جهت بهبود خواص مکانیکی و سوپر الاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول پیش از آن که بتوان آن ها را در کاربردهای پزشکی و مهندسی استفاده کرد انجام شده است .نهایتاً گزارش شد که مواد سرامیکی متخلخل که توسط کپسول آزاد فشردن ایزواستاتیک گرم تهیه می شوند . دارای توزیع حفره های هموژن و شکل حفره ها با قاعده و تخلخل باز قابل کنترل دارد مواد تهیه شده توسط این روش خواص مکانیکی بهتر را نسبت به موادی که توسط روش های زینتر معمولی تهیه شده بودند نشان می دهند . در این مطالعات ریز ساختار رفتار استحاله مارتنزیت و خواص مکانیکی آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول که توسط کپسول آزاد فشردن ایزواستاتیک گرم تهیه شده بودند بررسی و با آلیاژهای اصلی که توسط روش زینتر تهیه شده بودند مقایسه شدند .آلیاژها تحت شرایط مختلف گذشت زمان بر طبق بالا بردن سوپر الاستیسیته در دمای اتاق توسط دمای استحاله مارتنزیت کنترل شدند.
نتیجه گیری
تخلخل %Ni با8/50 Ti- در آلیاژهای حافظه دار حفره های کروی شکل و ریز ساختاری هموژن توسط فرآیند کپسول آزاد HIP با موفقیت تهیه شد. آلیاژ حافظه دار متخلخل دارای ساختاری با 40-30% حجمی تخلخل و دامنه‌اندازه حفره ها از 50 تا 200 است .در رفتار ارتجاعی کاذب آلیاژ خاصیت کشسانی نامحدودی پیدا می کند.
رفتار استحاله فازی در آلیاژ حافظه دار متخلخل نایتینول به تراکم نیکل غنی شده در آلیاژ حافظه دار نایتینول بسیار مرتبط است . آلیاژ حافظه دار متخلخل نایتینول توسط فرآیند HIP فشرده می شود که سوپر الاستیسیته کامل و تراکم آلیاژ حافظه دار نایتینول را نشان می دهد .سوپرالاستیسیته بیشتر تحت استحاله فازی بررسی می شود وتوزیع همسان گردی و هموژن حفره های کروی مانند ، در پایین آوردن تمرکز تنش نزدیک حفره هاست . خواص مکانیکی آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول توسط کنترل ویژگی حفره ها بهبود می یابد . به علاوه عملیات حرارتی به عنوان مثال پیری تاثیر زیادی روی استحاله فازی و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار نایتینول دارد .نرخ کرنش تاثیر مهمی بر سوپرالاستیسیته و رفتار سیستم آلیاژهای حافظه دار نایتینول در رنج حرارتی سوپر الاستیک برای جذب انرژی دارد . روش های رایج ساخت: 1) ذوب و ریخته گری 2) متالورژی پودر است. استفاده بهینه آلیاژهای حافظه دار نایتینول در مکان های تکنولوژیکی مهندسی پزشکی و کنترل میکرو سیستم های صنعتی است .
- مقاله درمورد کنترل تخلخل و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با روش فشردن ایزواستاتیک گرم
- پروژه دانشجویی کنترل تخلخل و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با روش فشردن ایزواستاتیک گرم
- پایان نامه در مورد کنترل تخلخل و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با روش فشردن ایزواستاتیک گرم
- تحقیق درباره کنترل تخلخل و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با روش فشردن ایزواستاتیک گرم
- مقاله دانشجویی کنترل تخلخل و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با روش فشردن ایزواستاتیک گرم
- کنترل تخلخل و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با روش فشردن ایزواستاتیک گرم در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد کنترل تخلخل و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با روش فشردن ایزواستاتیک گرم
- گزارش سمینار در مورد کنترل تخلخل و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با روش فشردن ایزواستاتیک گرم
- گزارش کارورزی درباره کنترل تخلخل و سوپرالاستیسیته آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول با روش فشردن ایزواستاتیک گرم