ساخت آلیاژ حافظه دار نیکل- تیتانیوم متخلخل به روش سنتز احتراقی

مواد هوشمند در سال های اخیر به دلیل دارا بودن خواص ویژه بسیار مورد توجه بوده اند. در این میان مواد حافظه دار با داشتن خواص متمایزی از جمله حافظه داری، سوپرالاستیسیته و زیست سازگاری، نسبت به سایر مواد هوشمند همواره مورد بررسی و استفاده واقع گشته اند. یکی از مهم ترین مواد حافظه دار، آلیاژ نیکل- تیتانیوم (نایتینول) می باشد. نوع متخلخل این آلیاژ اخیراً به عنوان جایگزینی مناسب برای بافت های سخت بدن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. از این رو تولید این آلیاژ موضوع مورد بررسی در بسیار ی از تحقیقات می باشد. در این پژوهش ابتدا خواص مورد نیاز برای آلیاژ متخلخل نایتینول حافظه دار برای به کارگیری به عنوان کاشتنی بین مهره ای تعریف شده اند. سپس، با توجه به تاریخچه تحقیقات انجام گرفته برای ساخت این آلیاژ، روش های ساخت مورد استفاده برای تولید آن مورد بررسی قرار گرفته و روش سنتز احتراقی به عنوان فرآیند مورد استفاده در این تحقیق، انتخاب شده است. در ادامه فعالیت های عملی انجام شده برای تولید آلیاژ مذکور تشریح گردیده اند. ابتدا پودر مواد اولیه (نیکل و تیتانیوم) تهیه شده است. مخلوط این پودرها در چندین مرحله و در شرایط مختلف آسیاب شده اند تا فعال سازی اولیه در آن ها صورت گیرد. مخلوط حاصل در قالب فشرده شده و به صورت یک قرص درآمده است. نمونه خام حاصل در این مرحله، با استفاده از اعمال قوس الکتریکی به عنوان احتراق اولیه نمونه ها، مورد فرآیند سنتز احتراقی قرار گرفته است. در مراحل بعدی ترکیب نمونه بررسی شده و با تغییر شرایط مختلف، به بهبود فرآیند مورد استفاده پرداخته شده است. به منظور بررسی فازهای تشکیل شده در محصول از آزمایش آنالیز xrd استفاده گردیده و مشخص شده است که فاز غالب در محصولات تولید شده niti می باشد.همچنین میزان کل تخلخل و درصد تخلخل باز محصول بر اساس استاندارد iso2738 اندازه گیری و میزان کل تخلخل محصول 50 درصد محاسبه شد که حدود 85 درصد آن را تخلخل های باز تشکیل می دهند. آزمون فشار نیز بر روی نمونه ها انجام گرفته است که نتیجه آن، استحکام تسلیم حدود 250 مگاپاسکال و مدول الاستیک حدود 2 گیگاپاسکال در نمونه های تولیدی می باشد. تاثیر پارامترهای مختلف از جمله شرایط آسیاب کاری، میزان فشردگی لازم برای تهیه نمونه خام بر شرایط مرحله اشتعال بررسی گردیده است و در نهایت در این پژوهش، فرآیند تولید نایتینول متخلخل تدوین گردیده است.