بررسی خواص و کاربردهای آلیاژهای حافظه دار در صنایع مهندسی پزشکی

بررسی خواص و کاربردهای آلیاژهای حافظه دار در صنایع مهندسی پزشکی با فرمت word+pdf، از این مقاله میتوانید در سمینار، مقالات و پایان نامه خود استفاده نمایید. 77 صفحه

فهرست مطالب

۱- مقدمه و تاریخچه
۲- پیش گفتار
۳-آلیاژهای حافظه دار
۴- سوپر الاستیسیته
۵- مزایا مربوط با رفتار سوپر الاستیک آلیاژحافظه دارنایتینول
۶- معایب مربوط به رفتار سوپر الاستیک آلیاژ حافظه دار نایتینول
۱- آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول
۲-پروسه آزمایشگاهی
۳-بررسی ها
مرفولوژی و توزیع حفره ها
ارزیابی ریز ساختار
آنالیزC DS 26
4- تکامل خواص مکانیکی – آزمون فشار
۱-ساختارهای کریستالی
کریستالوگرافی مارتنزیتی
ساختار و فاز R 35
2- رفتار مکانیکی آلیاژهای نایتینول
منحنی تنش – کرنش
۳- رفتار ترمومکانیکی
خاصیت ارتجاعی کاذب
اثر حافظه دار یک طرفه و دو طرفه
۴- اثر عملیات ترمودینامیکی
اثر حافظ شکل و شبه الاستیسیته
۵- خصوصیات دندانه ای سوپر الاستیک سیم های نایتینول
۶- مطالعات اولیه اتصالات پیوندهای مسی بین سیم های نایتینول
ریزساختار
۷-نرخ کرنش وابسته به مکانیزم تغییر شکل در آلیاژهای حافظه دار Ni-Ti-Cr 46
1- ساخت آلیاژهایی بر پایه نایتینول
فرآیند ذوب و ریخته گری .+0
متالورژی پودر و دیگر تکنیکهای آلیاژهای نایتینول
۲- کاربرد ها
۱ -کاربردهای صنعتی
۲-کاربرد آلیاژهای حافظه دار درمهندسی پزشکی
موارد استفاده پزشکی از آلیاژNi-Ti 61ژ
نتیجه گیری
منابع ماخذ
پیوست ها و جداول

آلیاژهای حافظه مهندسی پزشکی

 مقدمه و تاریخچه

آلیاژهای حافظه دار موادی بسیار جالب با مشخصات حفظ شکل و سوپرالاستیسیته هستند که فلزات و آلیاژهای معمولی این خاصیت را ندارند . خواص متمایز و برتری آن ها نسبت به سایر آلیاژها عکس العمل شدید این مواد نسبت به برخی پارامترهای ترمودینامیکی و مکانیکی و قابلیت بازگشت به شکل اولیه در اثر اعمال پارامترهای مذکور است . وقتی یک آلیاژ معمولی تحت بار خارجی بیش از حد الاستیک قرار میگیرد تغییر شکل میدهد . این نوع تغییر شکل بعد از حذف بار باقی می ماند . آلیاژ حافظه دار  منجمله نایتینول  رفتار متفاوتی از خود ارائه مینماید . در دمای پایین یک نمونه حافظه دار می تواند تغییر شکل پلاستیک چند درصدی را تحمل کند و سپس به صورت کامل به شکل اولیه در دمای بالا برگردد . و این تنها با افزایش دمای نمونه ممکن است. این فرآینددربارهپدیدهحافظه داری شکل اولین بار در سال1932 توسط,Change Readمشاهد شدآنها وارون پذیری حافظه شکلی رادر AuCd ازطریق مطالات فلزشناسی وتغیرات مقاومت الیاژ بررسی کردند و  برای مدت زمان طولانی در حد کنجکاوی آزمایشگاهی باقی  ماند تا اینکه این در سال 1956 مشاهدات و تحقیقات مربوط به تز دکترای Horbojen در موضوع اثر حافظه دار  در آلیاژ CuZn منتشر شد .

در سال 1963 کشف حافظه داری شکل در آلیاژ NiTi با درصد اتمی مساوی (50-50%) توسط Buhler و همکارانش  نظر دانشمندان ومحققین را جلب نمود. در این هنگام تحقیق درباره متالورژی و کاربرد های عملی اولیه آن به طور جدی آغاز شد. در سال 1967 درکنفرانس Buhler,Nol و همکارانش تحقیقات گسترده خود را بر روی Nitinol و کاربرد های تجاری فراوان در صنایع ارائه دادند.  از سال  1980 Hawt,Micheal  با انتشار مقاله بر روی برنج ماده جدید حافظه دار دیگر را معرفی کردند و   بعد رفتار سوپرالاستیک مواد حافظه دار و بویژه نایتینول به منظور وسایل پزشکی و صنعتی توسعه یافت و کشف مزایای اساسی وعملی آن ها هر روز رو به افزایش است .آلیاژهای حافظه مهندسی پزشکی

انواع مواد هوشمند را برمبنای نوع تبدیل انرژی که صورت می گیرد طبقه بندی می کنند :

• الکترومکانیکی : مواد پیزوالکتریک، مواد الکترو استریکتیو، سیالات الکترور ژئولورژیکال

• مکانیکی مغناطیسی : مواد مگنتو استریکتیو ، سیالات مگنتو ژئولورژیکال

• مکانیکی نوری : فیبرهای نوری

• مکانیکی – حرارتی : آلیاژهای حافظه دار

آلیاژهای حافظه دار

به طور خلاصه  موادی هستند که هر گاه در دمای پایین در فاز مارتنزیتی خود دچار تغییر فرم مکانیکی گردند ، با افزایش دما شکل اولیه خود را باز می یابند ، نیروی که عامل این تغییرات است همان ساختار کریستالی و تبدیل مارتنزیتی می‌باشد .این مواد دارای محدوده مشخص دمای هستند که عبور از آن ها می تواند حافظه این مواد را از بین ببرد . از طرفی هنگامی که این مواد به عنوان محرک به کار می روند در دمای مشخص می توانند فعال شوند  و این خود مسئله مهمی برای طراحی می باشد . یا به عبارتی در پدیده حافظه داری، نمونه در حالت کاملاً مارتنزیتی به مقدار معینی تغییر فرم داده می شود سپس با گرم کردن نمونه و برگشت آن به حالت آستنیتی، شکل نمونه نیز به حالت اول خود بر گردد .آلیاژهای حافظه مهندسی پزشکی

شکل(1) چگونگی پدیده حافظه داری شکل را با تبدیل دو فاز آستنیت و مارتنزیت به یکدیگر نشان می دهد. بررسی بر روی تغییر حالت متالورژیکی نمونه جامد ، تغییر آرایش اتم ها بدون هیچگونه تغییری در ترکیب شیمیایی فاز زمینه را نشان می دهد. این تغییر آرایش منجر به ایجاد ساختار کریستالی فاز جدید و پایدار می شود. پیشرفت تغییر حالت بدون نیاز به حرکت و جابجایی اتمها به صورت مجزا ، را می توان مستقل از زمان دانست و به همین دلیل می توان وابستگی دما را به عنوان تنها عامل پیشرفت این تغییر نشان داد.

 سوپر الاستیسیته

سوپرالاستیسیته نایتینول مواد مهم استراتژیک دامنه‌وسیعی از روش ها و طراحی هاست خصوصیت کلیدی  مواد سوپر الاستیک برای طراحان و کاربران حالت میانه بین پلیمرها و فلزات مرسوم است . استحکام فلزات و انعطاف پذیری پلاستیک یا «‌فوق فنر »‌ که از نظر کیفی سوپر الاستیسیته  نایتینول قابل توجه است . خصوصیات خیلی خوب این آلیاژ خواص مکانیکی و الکتریکی ، عمر  خستگی طولانی و همچنین مهمترین و مناسبت ترین خصوصیات سوپر الاستیک نایتینول به شرح زیر است .

– مزایا مربوط با رفتار سوپر الاستیک آلیاژحافظه دارنایتینول :

• تغییر شکل قابل بازیابی زیاد

• خود را گرفتن دایمی پایین یا تغییر شکل باقیمانده

• تنش و استحکام کشش نهایی زیاد ورقه های فلزی

• دمای  بدنه با دامنه دمای سوپر الاستیک (  Ni-Ti50-80)

• توانایی ذخیره انرژی پتانسیل بالا

• مقاومت به خوردگی شبیه به فولادهای ضد زنگ، و آلیاژهای تیتانیوم

• زیست سازگاری

سوپر الاستیسیته اجازه می دهد تا تغییر فرم های الاستیک بسیار زیاد ، وابسته به تغییرات کم تنش به وقوع بپیوندد .عامل مکانیزم بیش از 5% کرنش بازیابی و psi50000 تنش بازگردانی با چرخه های بالا را توانایی داد . برای مثال سیم های نایتینول به ابعاد in 020/0عمری برابر 16 پوند می توانند داشته باشند . از آنجا که عامل حافظ‌شکل و سوپر الاستیسیته براساس عدم نفوذ و بدون تغییر فاز می باشد لذا « تغییر حالت مارتنزیتی» نامیده می شود .اثر مکانیکی حافظه داری ( سوپرالاستیکی ) توسط تغییر شکل آستنیت در یک دامنه دمای معین متوقف می شود و یک استحاله تنش القایی فاز مارتنزیت را حاصل می کند آلیاژ نایتینول ماده ای هوشمند است زیرا با داشتن امکان تشخیص و قابلیت شکل بازگشت به شکل مشخص ، امکان اقدام خودکار در شرایط ضرروی را دارا می باشد . ساختار ماده در دمای پایین مارتنزیت و در دمای بالا آستنیتی است . نایتینول مارتنزیتی نرمی فوق العاده ، تنش تسلیم پایین و شکل پذیری قابل توجهی دارد . با تبدیل ساختار آلیاژ آستنیت در  اثر افزایش دما ، شکل قبلی آلیاژ بازیابی می شود . برای استحاله آستنیت به مارتنزیت یا بلعکس درجه حرارت شروع و پایان استحاله باید تعیین شود . مقدار این دما با توجه به نوع کاربرد مهم می‌باشد. 500.- 700 جای است که ساختار کریستالی استنیت تغییر می کندو تغییر ساختاربه واسطه باندهای دوقلوی است که درفصل سوم بحث می شود.

تعدادی از مولفه ها بیانگر افزایش انعطاف پذیری برگشت پذیر به 10% وتقریباً 10 بار بیشتر از مقدار الاستیسیته فلزات رایج مواد فلزی است . مؤلفه سوپر الاستیک اینجا احتمالات جدید ، را باز می کند از زمانی که آنها با مقاطع عرضی کوچک وجود داشته باشند شکست زیاد و شکل پایدار دارند . استفاده اقتصادی این اثرات به خصوص در مکان های تکنولوژیکی – پزشکی وتکنیک میکروسیستم کنترل واندازه گیریهای خودکار الکترونیک و خودرو به علاوه به بالابردن توانایی های بدنه خوب است .آلیاژهای حافظه مهندسی پزشکی

 معایب مربوط به رفتار سوپر الاستیک آلیاژ حافظه دار نایتینول:

آلیاژ نایتینول  علیرغم دارا بودن خواص مطلوبی مانند الاستیسیته بالا وتنش کششی نهایی بالا دارای محدودیت های از قبیل ، کم بودن مقاومت خستگی و سایشی می‌باشد که برخی محققین با اضافه کردن یون های نیتروژن و بور سعی کرده اند مقاومت به خستگی و سایشی آلیاژ نایتینول را اضافه کنند .همچنین مشکل شیب دمای وسیعی است که برای سوپر الاستیک و نایتینول  مشاهده می شود. و سوپر الاستیسیته بسیار عالی نایتینول قابل توجه است اما فقط برای کرنش های بالای  8 % است. منحنی تنش کرنش فرایند بار گذاری نایتینول را نشان می دهد که کرنش بازیابی در دسترس است. و افزایش بار گذاری با دمای مشخص است . سوپر الاستیک آلیاژ های نایتینول در رنج حرارتی  حدود 50 درجه سانتیگراد بالا دمای آستنیت نهایی است.  به راحتی در دامنه (15- )درجه سانتیگراد به (100+) برای هم سوپر الاسیتیسته وهم حافظه شکلی کاربرد دارد.

 آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول :

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 بواسطه 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 تیتانیم ، روش متالورژی پودر شامل تکنیک های مختلفی است شبیه زینتر کردن معمولی ( CS[Conventional Sintering]) واکنش حرارت زیاد خود پیشرو (‌SHS[Self-propagating High-temperature Synthesis]) و فشردن ایزواستاتیک گرم ( HIP[Hot Isostatic Pressing])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 مختلخل 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 وتخلخل 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 وخواص مکانیکی آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول که توسط کپسول آزاد فشردن  ایزو استاتیک 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.

• پروسه آزمایشگاهی :

پودر عنصر تیتانیوم ( اندازه 70-50) با خلوط %99 و پودر نیکل ( اندازه4-7) با خلوص 99% در این کار استفاده شدند و مخلوط پودرها با ترکیب اسمی تیتانیوم با 50 درصد نیکل توسط انرژی زیاد دورانی آسیابی گلوله ای برای 4 ساعت مخلوط شدند در این زمان مخلوط پودرها به صورت پرس سرد  نمونه تر تحت فشار 100 در سیلندری با استفاده از پرس هیدرولیک انجام شد نمونه ها با استفاده از گاز آرگون محافظ در کوره HIP زینتر شدند و فرآیند زینتر معمولی به نمونه‌اصلی برای مقایسه  و تطبیق بکار گرفته شد پارامترها و شرایط فرآیند در جدول(1)نشان داده شده است .

متعاقباً نمونه ها در لوله‌کوره به عنوان عملیات پیر Ageing)) بودند و به دنبال آن محیط کوئینچ آب یخ بود میکروسکوپ الکترونی ( SEM) و طیف نمایی پراش پرتو ایکس ( EDX) و یک پراش سنج می توان خصوصیات ریز ساختاری و ساختار کریستالی و ترکیبی را بدست آورد . دانسیته نمونه ها توسط اصل ارشمیدس اندازه گیری شد . همچنین آنالیز حرارتی روبشی کالری سنج انتخابی برای دما استحاله فازی انتخاب شد . میکروسیستم محلول آنالیز تصویری LEICA برای ارزیابی توزیع اندازه‌حفره ها قابل استفاده بود . ارزیابی خواص مکانیکی حفره های اصلی آلیاژ حافظه دار نایتینول نمونه به شکل استوانه به طولmm 12و‌‌‌قطرmm 6بود که آزمایش فشار هوا از اینسترون 420در یک نرخ کرنشی ثابت   انجام شد .

 مرفولوژی و توزیع حفره ها :

همانطور که می دانیم ساختار درشت آلیاژ حافظه دار متخلخل نایتینول بواسطه کپسول آزاد HIP توزیع حفره های ایزوترپیک و هموژن را میتوان نشان داد .

میکروگراف نوری نمونه‌تولید شده توسط کپسول آزاد HIP تحت پارامترهای مختلف و نمونه اصلی توسط فرآیند زینتر به ترتیب آمده و  به وضوح نشان داده شده است که در نمونه HIP بیشترین تخلخل به صورت موضعی وبه شکل کروی بسته که ندرتاً حفره های کنارها پیوسته است . بنابراین تفاوت های بین این دو نمونه ( نمونه 1 ونمونه‌2) است . ظاهراً تعداد زیادی حفره های کوچک در نمونه (1) شکل(6- الف )می بینیم و تعدادی از حفره های پیوسته را در حالی که حفره های کوچک در نمونه (2) شکل (6- ب ) مشاهده می کنیم .این حفره ها کاملاً موضعی است .

این نظریه ممکن است بدین معنی باشد که فرآیند کپسول آزاد HIP مرفولوژی آلیاژها حافظه دار متخلخل می تواند تحت تغییرات پارامترهای این فرآیند کنترل شود در حالی که نمونه زینتر شده ، میکروگراف نوری نمونه 3 ، که ترکیب اسمی مشابه نمونه HIP دارد به وضوح می توان تفاوت مرفولوژی نمونه‌HIP که شکل حفره ها بی قاعده و کوچکترین حفره پیوسته (  50<) است را در شکل  (6- ج) ببینیم.  شکل( 7و8) توزیع اندازه دانه بر آلیاژهای حافظه دار متخلخل نایتینول که تحت 3 شرایط متفاوت تولید شده است را نشان میدهد .

نتایج مشخصی با استفاده از مقدار متوسط بدست آمد ه از پنج تصویر میکروگراف نوری به صورت تصادفی از مقطع هر نمونه گرفته شد. درصد نواحی ( یا کسر ) نسبت حضور حفره ها در آن مناطق به مناطق کل در دامنه اندازه حفره های مختلف اندازه گیری شد . مشاهده شد که اندازه حفره های متوسط و معمولی در کپسول آزاد HIP تحت شرایط متفاوت هر دو فرآیند حدود 50 تا 200 است . بنابراین تفاوت های درتوزیع اندازه‌حفره ها بین این دو نمونه وجود داشت .تعداد زیادی حفره های بزرگ در نمونه(1)که (200>) بود وجود داشت . بنابراین واضح است که توزیع اندازه حفره ها میتواند اغلب با استفاده از پارامترهای متفاوت فرایند تنظیم شود . به علاوه مشاهده شد که بیشترین حفره ها در نمونه زینترینگ کوچکتر از 100 است که این نتایج بسیار مشابه بود به گزارش توسط دیگران که انجام شده بود .

 در حالت‌کلی حفره ها در مواد متخلخل می توانند به دو نوع کلاس طبقه بندی شوند:

 کلاس اول : حفره های باز یا پیوسته با سطح خارجی نمونه هستند . خلل و فرج و () به عنوان کسر حجمی خلل و فرج به حجم کلی به صورت زیر تعریف می شود:

ρ چگالی حجمی مواد و ρ0چگالی حجمی تئوری مواد( که اینجا ρ0  54/6 برای تیتانیوم با 8/5 درصد آلیاژ درصد نیکل و gcm^-3 19/6  برای مخلوط تیتانیوم در درصد پودرنیکل )‌ کسر تخلخل باز  ζبه عنوان نسبت تخلخل باز  (ρ1)به تخلخل (ρ0) تعریف می شود که توسط روش وزن مایع تعیین می شود . وتخلخل نمونه های (1) و (2) به ترتیب 9/41% و 2/39% بر طبق اندازه گیری های انجام شده تخلخل نمونه فشرده شده تر 1/36% است  و نسبت تخلخل باز 6/42% و 6/60% به ترتیب می باشد . که این افزایش تخلخل روی HIP به هیچ وجه نمی ارزد . زیرا ممکن است از حبس شدن گاز در فشردگی تر در آخرین مرحله منبسط شدن زینترینگ ناشی شود . البته  به وجود آمدن بیشتر حفره ها از حفره های انقباظی ناشی می شود . زمانی که انجامد فاز مایع دمای ‌زینترینگ فرآیند HIP بالای دمای اتوکتوئید باشد . حفره های کروی و مجزا آثار حبس شدن گاز در نمونه های HIP است همانطور که در شکل( 6-ب) مشاهده می شود جای که حفره ها ناپیوسته نیستند در فشاری بالاتر از Mpa 150، به خوبی بالای این مقدار تحت حمایت می باشند .

 ارزیابی ریز ساختار :

 نمونه XRD مخلوط پودر نایتینول و سه نمونه دیگر در شکل (8 ) نشان داده شده است .همانطور که مشاهده می شود فاز TiH2 در مخلوط پودر نایتینول به اضافه فاز نیکل و تیتانیم وجود دارد . یکی از دلایل موجود ناخالصی در پودر تیتانیم تولید آن از هیدروژن گیری TiH₂ است . در نمونه (1) و نمونه‌(2) خصوصیات آن دو نشان می دهد که فازهای اصلی نایتینول (B^`₁₉,B₁) است.( توضیح در ساختار های کریستالو گرافی) پس Ti₂Ni فاز دوم آشکار شده است . بنابراین تفاوت کمی در فاز ریز ساختار بین این دو نمونه وجود دارد ؛ پس مستلزم این است که فشار گرم و زمان زینترینگ تأثیر روی فاز تشکیل شده ندارد . پس ارزشی ندارد که مقدار اضافی فازنیکل غنی شده ( Ni₃Ti) جزء باقیمانده Ti در نمونه 3 آشکار شود .درنمونه 3 دمای زینتر کردن پایین تر از° (k1223) و نمونه‌(1) و (2) °(k1323) است .

 و واکنش زینترینگ در نمونه 3 فعالیتش کمتر می شود در نمونه‌(1) و (2) دمای زینتر °(k1323) که به وضوح بالاتر از دمای دما اتوکتیک در سیستم آلیاژ دو تایی نایتینول است . فازهای مایع زیادی در طول فرآیند زینتر  می تواند کامل انجام شود ، اگر چه فاز مایع در نتیجه تعدادی فاز شبیه Ti₂Ni , Ni₃Ti در فاز ثانویه و مقدار جزئی از تیتانیم باقی میماند.

 

(شکل 9) تصویر SEM  از نمونه های: ( الف) آماده شده توسط CS (ب) نمونه 2 HIP (ج ) نمونه 2 در دمای K773 بمدت یک ساعت (د) نمونه 2 در دمای k773 برای 5 ساعت . شکل 9 تصویر SEM از نمونه زینتر شده و HIP تحت شرایط متفاوت پیری را نشان می دهد در نمونه زینتر شده در شکل( 9- الف) نواحی مجزای در تصویر خاکستری روشن و خاکستری و خاکستری تیره در این مناطق دیده می شود . آنالیز کمی EDX تأیید می کند که این سه مناطق به ترتیب فازهای  با  دلالت دارد و این سه فاز به ترتیب  فازهای ترکیب بین فلزی هستند برای مثال در نمونه دوم HIP که در شکل ( 9- ب ) می بینیم فقط فاز Ti₂Ni در زمینه NiTi وجوددارد ، که این نتیجه با نتایج XRD مطابقت دارد .در نتیجه دمای زینتر بالاتر به تسریع نفوذ اتم های نیکل و تیتانیم کمک می کند این باعث می شود که فازهای ثانویه شبیه به Ti₂Ni,Ni₃Ti کاهش  می یابند .

بنابراین فاز Ni₃Ti را نمی توان در تصویر مشاهده کرد  شکل( 9- ج)تصویر نمونه دوم پس از گذشت زمان 1 ساعت در °k 773 وکونچ کردن آن در آب یخ بعد از زینتر کردن HIP است با مقایسه شکل (9- ب) و (9- ج ) می توان فازهای روشن Ti با 57% نیکل که می توان آن را به عنوان فاز  توسط آمیختن نتایج EDX,XPD تعریف شود . به علاوه صفحات B^{`</sup><sub>19</sub>  و فاز R در بعضی مناطق شکل (9-ج ) را می توان مشاهده کرد همین نتایج مشابه از نمونه های عملیاتی در اثر زمان پیری بدست آمد. شکل (9) تصویر واقعی SEM از نمونه پیرشده برای پنج ساعت در °  K 773 بعد از HIP است هر دو فاز مارتنزیت R, B<sup>`}₁₉ به طورهمزمان دردمای اتاق در نمونه های پیر شده تصدیق می شود .

(توضیحات دوفازمارتنزیت R, B^`₁₉ درفصل سوم می باشد.) نتایج بالا زمان پیر شدن جهت رشد بیشتر رسوب  در طول مرزدانه ها همانطور که در شکل( 9-ج) می بینیم را به دنبال رشد دانه ها دور از مرز که درشکل(9-ب) می بینیم را آشکار می کند .

 آنالیزC DS:[Differential Scanning Calorimetry

شکل منحنی ( 10 -الف ) حرارت دادن و سرد شدن بواسطه آنالیز DSC در نمونه دوم بعد از HIP و زمان پیری به صورت 5/0 ساعت را نشان می دهد مشخص است که پیک گرمازا برای نمونه HIP به آسانی قابل روئیت نیست ، به این علت است که دمای M_S به عنوان نمونه HIP برای تشکیل مارتنزیت در شرایط آزمایشگاهی خیلی پایین  است(کونچ در آب یخ ) برای نمونه سرد شده در یک پیک گرما زا که با نماد p_h است و در حرارت بالا ظاهر می شود در این حین فاصله دو  پیک گرمازا در طول سرد شدن آشکار می‌شود .پیکی که دمای بالا دارد و دیگری دمای پایین دارد به ترتیب, P_r P می باشد در این حالت مارتنزیت سوزنی شکل B^{`</sup><sub>19</sub> و فاز R در نمونه بعد از گذشت زمان دردمای اتاق و توسط SEM نمایان خواهند شد. ( در شکل 4 مشاهده می شود ) بنابراین پیک Pr در منحنی سرد شدن مشابه تشکیل فاز R است در این صورت P<sub>m</sub> مشابه فاز مارتنزیت B<sup>`}₁₉ است .

بررسی دقیق این  دو  پیوستگی بین دمای استحاله فازی  در زمان پیری در دمای گرمازایی پیک برای نمونه پیر شده و زمان های مختلف سنجش می شود شکل
(10-ب) ارتباط بین دمای پیک و زمان پیری  نشان داده شده است همانطورکه مشاهده 
 می شود در همه پیک ها افزایش سریع دما مطابق با دمای پیری است که بتدریج یک مقدار ثابتی بدست می آورد این حاکی از آن است که هر دو فاز ، R و فاز مارتنزیت انتقال استحاله فاز آن ها به جهت دمای بیشتر مطابق با دما……………….

 متن ارایه شده در بالا به صورت خلاصه بوده و برای آشنایی شما میباشد. امید داریم تا اینجای مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد. جهت دریافت مطلب به صورت کامل  WORD + PDF  به لینک دریافت زیر مراجعه نمایید. 77 صفحه

 برای دریافت pdf+word  کامل این مطلب بر روی کلیدزیر،کلیک نمایید . 

قیمت: 20000تومان

 

 

 

آلیاژهای حافظه مهندسی پزشکی آلیاژهای حافظه مهندسی پزشکی آلیاژهای حافظه مهندسی پزشکی