اثر میزان تخلخل بر رفتار مکانیکی قطعات نایتینول متخلخل تحت بارگذاری فشاری

نویسندگان

1 Nanotechnology and Advanced Materials, MERC

2 semi conductor, material & energy research center

3 Semicounductors, Materials and Energy Research Center

چکیده

آلیاژ متخلخل نایتینول برای استفاده در کاربردهای مختلف پزشکی مانند ساخت ایمپلنت�های ارتوپدی و همچنین کاربردهای صنعتی مانند استفاده بعنوان دمپر مورد توجه قرار گرفته�اند. در این تحقیق اثر میزان تخلخل بر خواص مکانیکی و رفتار سوپرالاستیسیته قطعات نایتینول متخلخل ساخته شده با روش متالورژی پودر بررسی شده است. قطعات متخلخل نایتینول با تخلخل بین 42 تا 70 درصد با افزودن اوره بعنوان فضاساز ساخته شدند. سپس رفتار مکانیکی آن�ها حین بارگذاری فشاری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج وجود دو ناحیه خطی با شیب متفاوت را در نمودارهای فشار قطعات متخلخل نشان می�دهد. با افزایش میزان تخلخل قطعات، مدول الاستیسیته�ی ظاهری و استحکام فشاری نمونه�ها کاهش یافته است. بطوریکه با افزودن 30 درصد اوره میزان استحکام و مدول الاستیسیته ظاهری قطعات تقریبا نصف شده است. نتایج بارگذاری سیکلی، بازیابی کرنش ناشی از رفتار الاستیک و سوپرالاستیسیته را تا 3/8 درصد نشان می�دهد. در این حالت نیز با افزایش میزان تخلخل بازیابی کرنش کاهش یافته و از حدود 7 درصد به 3 درصد رسیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Pore Content on Mechanical Properties of Porous Nitinol under Compressive Loading

چکیده [English]

Porous NiTi shape memory alloys have shown good potentials for different functional to structural applications as well as biomedical applications. In the present study, highly porous shape memory NiTi alloy specimens were produced via space holder method using urea as a temporary material. The porous NiTi specimens exhibit good pore characteristics and interconnectivity that is appropriate for biomedical applications. Compressive mechanical tests were performed for NiTi specimens with porosity ranged from 42 to 70 percent. It is obvious that the mechanical properties such as Young’s modulu and strength of the porous NiTi decrease with increasing porosity. Apparent Young’s modulus of NiTi specimens decreases from 5.3 to 3 GPa as porosity increases. Maximum recoverable strain of near to 8.3% and 7 was achieved for porous NiTi specimens without urea and 50 vol.% urea, respectively. Furthermore, recoverable strain percent is almost constant for superelastic porous NiTi after several cycles.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Porous NiTi
  • Mechanical properties
  • Cyclic compressive tests
  • Superelasticity