فهرست

چكيده :

1- مقدمه :

2-پروسة آزمايشگاهي :

3- بحث و نتايج

3-1- مرفولوژي و توزيع حفره ها :

3-2- ارزيابي ريز ساختار :

3-3- آناليزC DS:[1]

3-4- تكامل خواص مكانيكي – آزمون فشار:

نتيجه گيري :

منابع ومآخذ :

 

 

چكيده :

 آلياژ نايتينول از دو عنصر نيكل و تيتانيم با درصد اتمي مساوي يا نزديك به هم درست شده است . اين آلياژ به سبب داشتن خواص منحصر به فردي همچون حافظه داري ، زيست سازگاري ، نرمي و سفتي انتخابي مورد توجه مهندسين صنايع جديد و متخصصين رشته هاي پزشكي و بيومواد قرار گرفته است .

 

كلمات كليدي : نايتينول – سوپر الاستيك – حافظه داري – تخلخل ––چقرمگي 

 

 Abestract:

Nitinol a Shape memory alloy Containing nickle  and titanium With equal or Close to eachother atomic percentages . Because of desirable properties Such as a Shape memory effect , Biocompatibility , Selective Stifenss or Softness and mechanical Strength , it's use in Such advanced Systems as intelligent technologies , biomaterial an automatic equipments is now Seriously of the Cansidered. 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 taughness, elastic properties , Compression Strength and other mechanical properties.   .                         Keyword:Nitinol-Superelastic-Shapememory- Toughness

 

1- مقدمه :

اخيراً آلياژهاي حافظه دار متخلخل  نايتينول نظر بسياري از محققين و مهندسين مواد را جلب كرده است . زيرا خواص عالي و كاربردي بهينة‌آن ها به ويژه در پزشكي است . ساختار حفره‌اي در آلياژ هاي حافظه دار نايتينول  دانسيتة آلياژها را كاهش مي دهد و بيش از آن ، مدول يانگ آلياژهاي حافظه دار متخلخل نايتينول مي تواند بواسطه كنترل كردن خصوصيت حفره ها تنظيم شود .

 روش متالورژي پودر فرايند اطمينان بخش‌تر براي بقية‌آلياژهاي حافظه دار متخلخل نايتينول است. توسط زينتر كردن عناصر پودري نيكل و تيتانيم ، روش متالورژي پودر شامل تكنيك هاي مختلفي است شبيه زينتر كردن معمولي ( CS ) واكنش حرارت زياد خود پيشرو (‌SHS ) و فشردن ايزواستاتيك گرم ( HIP )تاكنون تهيه خواص مكانيكي آلياژهاي حافظه دار متخلخل توسط اين روش ها با رضايتمندي انجام نشده است . شكل حفره هاي آلياژ متخلخل نايتينول توسط زينتر كردن معمولي زماني كه اندازة حفره ها كوچك باشد معمولاً بي قاعده  است . و در تكنيك فشردن ايزواستاتيك گرم آلياژهاي حافظه دار متخلخل نايتينول توزيع حفره ها آنيزوتروپيك و حفره هاي پيوستة بزرگي دارد بنابراين ساخت مواد نايتينول نوعاً ترد و سوپر الاستيسيته كمي را نشان مي‌دهند  بنابراين توسعه روشي براي توليد آلياژهاي حافظه دار متخلخل نايتينول با توزيع مختلخل هموژن و ايزوتروپيك شكل حفره ها با قاعده و ميزان اندازه حفره ها به علاوه خواص مكانيكي رضايتمند ضرورت دارد . تلاش زياد جهت بهبود خواص مكانيكي و سوپر الاستيسيته آلياژهاي حافظه دار متخلخل نايتينول پيش از آن كه بتوان آن ها را در كاربردهاي پزشكي و مهندسي استفاده كرد انجام شده است  .نهايتاً گزارش شد كه مواد سراميكي متخلخل كه توسط كپسول آزاد فشردن ايزواستاتيك گرم تهيه مي شوند . داراي توزيع حفره هاي هموژن و شكل حفره ها با قاعده وتخلخل باز قابل كنترل دارد مواد تهيه شده توسط اين روش خواص مكانيكي بهتر را نسبت به موادي كه توسط روش هاي زينتر معمولي تهيه شده بودند نشان مي دهند . در اين مطالعات ريز ساختار رفتار استحالة مارتنزيت وخواص مكانيكي آلياژهاي حافظه دار متخلخل نايتينول كه توسط كپسول آزاد فشردن  ايزو استاتيك گرم تهيه شده بودند بررسي و با آلياژهاي اصلي كه توسط روش زينتر تهيه شده بودند مقايسه شدند .آلياژها تحت شرايط مختلف گذشت زمان ‌بر طبق بالا بردن سوپر الاستيسيته در دماي اتاق توسط دماي استحالة مارتنزيت كنترل شدند.

 

2- پروسة آزمايشگاهي : 

 پودر عنصر تيتانيوم ( اندازة  70-50) با خلوط %99 و پودر نيكل ( اندازه

  4-7) با خلوص 99% در اين كار استفاده شدند و مخلوط پودرها با تركيب اسمي تيتانيوم با 50 درصد نيكل توسط انرژي زياد دوراني آسيابي گلوله اي براي 4 ساعت مخلوط شدند در اين زمان مخلوط پودرها به صورت پرس سرد  نمونه تر تحت فشار  100 در سيلندري با استفاده از پرس هيدروليك انجام شد نمونه ها با استفاده از گاز آرگون محافظ در كوره HIP زينتر شدند و فرآيند زينتر معمولي به نمونة‌اصلي براي مقايسة  و تطبيق بكار گرفته شد پارامترها و شرايط فرآيند در جدول(1)نشان داده شده است .

(جدول 1)شرايط آزمايشگاهي و پارامتر هاي قابل استفاده در آلياژ حافظه دار متخلخل نايتينول

  

 متعاقباً نمونه ها در لولة‌كوره به عنوان عمليات پير Ageing)) بودند و به دنبال آن محيط كوئينچ آب يخ بود ميكروسكوپ الكتروني ( SEM) و طيف نمايي پراش پرتو ايكس ( EDX) و يك پراش سنج مي توان خصوصيات ريز ساختاري و ساختار كريستالي و تركيبي را بدست آورد . دانسيتة نمونه ها توسط اصل ارشميدس اندازه گيري شد . همچنين آناليز حرارتي روبشي كالري سنج انتخابي براي دما استحاله فازي انتخاب شد . ميكروسيستم محلول آناليز تصويري LEICA براي ارزيابي توزيع اندازة‌حفره ها قابل استفاده بود . ارزيابي خواص مكانيكي حفره هاي اصلي آلياژ حافظه دار نايتينول نمونه به شكل استوانه به طولmm 12و‌‌‌قطرmm 6بود كه آزمايش فشار هوا از اينسترون  420در يك نرخ كرنشي ثابت    انجام شد . 

3- بحث و نتايج 

3-1- مرفولوژي و توزيع حفره ها :

 همانطور كه مي دانيم ساختار درشت آلياژ حافظه دار متخلخل نايتينول بواسطه كپسول آزاد HIP توزيع حفره هاي ايزوترپيك و هموژن را ميتوان نشان داد .

 

 (شكل6 )ميكروگراف نوري (الف)  نمونة 1  HIP (ب)نمونه 2 HIP  (ج) نمونه3 CS

 

ميكروگراف نوري نمونة‌توليد شده توسط كپسول آزاد HIP تحت پارامترهاي مختلف و نمونه اصلي توسط فرآيند زينتر به ترتيب آمده و  به وضوح نشان داده شده است كه در نمونه HIP بيشترين تخلخل به صورت موضعي وبه شكل كروي بسته كه ندرتاً حفره هاي كنارها پيوسته است . بنابراين تفاوت هاي بين اين دو نمونه ( نمونة 1 ونمونة‌2) است .

 ظاهراً تعداد زيادي حفره هاي كوچك در نمونة (1) شكل(6- الف )مي بينيم و تعدادي از حفره هاي پيوسته را در حالي كه حفره هاي كوچك در نمونه (2) شكل (6- ب ) مشاهده مي كنيم .اين حفره ها كاملاً موضعي است .

اين نظريه ممكن است بدين معني باشد كه فرآيند كپسول آزاد HIP مرفولوژي آلياژها حافظه دار متخلخل مي تواند تحت تغييرات پارامترهاي اين فرآيند كنترل شود در حالي كه نمونة زينتر شده ، ميكروگراف نوري نمونه 3 ، كه تركيب اسمي مشابه نمونه HIP دارد به وضوح مي توان تفاوت مرفولوژي نمونة‌HIP كه شكل حفره ها بي قاعده و كوچكترين حفرة پيوسته (   50<) است را در شكل  (6- ج) ببينيم.  شكل( 7و8) توزيع اندازة دانه بر آلياژهاي حافظه دار متخلخل نايتينول كه تحت 3 شرايط متفاوت توليد شده است را نشان ميدهد .

 

(شكل-7)توزيع اندازه حفره ها ي آلياژ حافظه دار متخلخل نايتينول توسط آناليز تصويري

 

نتايج مشخصي با استفاده از مقدار متوسط بدست آمد ه از پنج تصوير ميكروگراف نوري به صورت تصادفي از مقطع هر نمونه گرفته شد. درصد نواحي ( يا كسر ) نسبت حضور حفره ها در آن مناطق به مناطق كل در دامنه اندازه حفره هاي مختلف اندازه گيري شد . مشاهده شد كه اندازة حفره هاي متوسط و معمولي در كپسول آزاد HIP تحت شرايط متفاوت هر دو فرآيند حدود 50 تا  200 است .

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.