Braitheann iarratais leighis rathúla cóimhiotail NiTi ar rialú daingean ar an bpróiseas déantúsaíochta iomlán, toisc gur féidir lochtanna a aistriú chuig an táirge deiridh. Tá caighdeáin éagsúla i bhfeidhm maidir leis seo, lena n-áirítear ASTM F2063, a chuireann srian ní hamháin ar an ábhar ocsaigine agus nítrigine i gcóimhiotail nicil-tíotáiniam de ghrád leighis go 500 cuid in aghaidh an mhilliúin (ppm), ach freisin nicil a úsáidtear i dtáirgeadh táirgí leighis-. trealamh grád. Tá uasmhéid na gcuimsiú i leá cóimhiotail tíotáiniam teoranta do 39 μm. Breathnóidh an t-alt seo ar na céimeanna agus na modhanna déantúsaíochta Nitinol éagsúla, ag cur béime ar a dtábhacht, a gcuid buntáistí agus míbhuntáistí, agus a n-oiriúnacht chun Nitinol de ghrád leighis a phróiseáil.
01.Casting/bruithniú próiseas
Mar gheall ar a ábhar ard tíotáiniam, tá nitinol leáite an-imoibríoch agus ní mór é a phróiseáil i bhfolús. Is iad próisis réitigh na cinn is coitianta chun cóimhiotail NiTi a mhonarú agus áirítear leo leá ionduchtaithe i bhfolús (VIM), athmhéadú stua bhfolús (VAR), leá léas leictreoin agus leá stua plasma (PAM). I measc na gceithre mhodh seo, déantar cóimhiotail nicil-tíotáiniam a mhonarú go príomha ag il-VAR nó VIM ar dtús agus ansin VAR. Pléann an chuid seo go hachomair na modhanna seo, agus leagtar béim i dTábla 1 ar na buntáistí agus na teorainneacha a bhaineann leo. Ina theannta sin, mar a léirítear i dTábla 2, ós rud é gur athbhreithniú é seo ar chóimhiotail NiTi le haghaidh iarratais ar ghrád leighis, rinneadh anailís oiriúnachta freisin bunaithe ar íogaireacht carbóin agus ocsaigine, aonfhoirmeacht, agus comhdhéanamh ceimiceach, toisc go gcuirfeadh na fachtóirí seo isteach ar cháilíocht an chóimhiotail. agus dá bhrí sin a fheidhmíocht.
Tábla 1. Buntáistí agus teorainneacha modhanna monaraíochta réitigh/leá Nitinol.
Tábla2. Comparáid idir modhanna bunaithe ar oiriúnacht chun cóimhiotail NiTi a phróiseáil le haghaidh feidhmeanna leighis.
01.1. Leá ionduchtaithe folúis (VIM)
Is éard atá sa VIM ná breogán graifíte leáite atá suite laistigh de shliogán cruach agus atá ceangailte le folús. Nuair a thugtar sruthanna eddy isteach sa bhreogán graifíte agus muirir miotail, gintear fórsaí leictredinimiciúil a chabhraíonn le corraigh agus meascadh an leá. Is é VIM an próiseas is mó a úsáidtear le haghaidh táirgeadh tráchtála cóimhiotail NiTi. I gcomparáid le próisis leá i bhfolús eile, soláthraíonn sé níos mó solúbthachta agus rialú níos fearr ar aonfhoirmeacht agus comhdhéanamh cóimhiotail trí rialú neamhspleách ar am, brú, teocht agus aistriú mais trí stirring leá. Mar sin féin, ós rud é go n-úsáidtear breogáin graifíte, bíonn siad so-ghabhálach i leith éillithe carbóin. Bíonn leibhéil eisíontais charbóin tipiciúla idir 300 agus 700 ppm, cé gur féidir tinní le leibhéil charbóin idir 200 agus 500 ppm le rialú cúramach.
01.2. Remelting stua bhfolús (VAR)
I bhfolús leáchán stua, déantar leictreoidí inchaite nó neamh-inchaite a leá go leanúnach ag baint úsáide as stua i dtimpeallacht folúis. Táirgeann leá VAR cóimhiotail a bhfuil íonacht an-ard acu agus is féidir iad a úsáid mar sin chun glaineacht agus struchtúr dtinní VIM a fheabhsú. Mar sin féin, ní leátar an tinne iomlán ag an am céanna agus d'fhéadfadh go mbeadh gá le leá iolrach chun an aonfhoirmeacht atá ag teastáil a bhaint amach.
01.3. Leáphointe Stua Plasma (PAM)
Sa phróiseas leá stua plasma, cuirtear an miotail eiliminteach ionchuir i criostalóir copar atá fuaraithe le huisce agus ansin é a iompar le bíseach faoin dóire plasma argón. Cuireann an modh seo deireadh le héilliú de bharr úsáid a bhaint as breogáin foirnéise ionduchtaithe i bhfolús. Dá bhrí sin, tá íonacht níos airde agus friotaíocht creimeadh níos fearr ag an gcóimhiotal nicil-tíotáiniam a tháirgtear ag PAM Company ná an cóimhiotal nicil-tíotáiniam a tháirgtear ag VIM Company. Tá cuimsiú i bhfad níos lú aige freisin, mar a léirítear i bhFíor 3 . Mar sin féin, tá aonfhoirmeacht níos ísle aige agus éilíonn sé tóirsí PAM iolracha chun aonfhoirmeacht cosúil le VIM a bhaint amach.
Fíor 3. Íomhánna PAM (a) agus VIM (b) SEM de shlatanna Ni50.8Ti49.2 te-rollta agus lán-annealaithe. Pointí saigheada chuig cuimsiú tipiciúil gr4.
01.4. Leá léas leictreon
Leis an modh seo, déantar tinne cruinn a ullmhaítear i bhfolús foirnéise ionduchtaithe a leá trí théamh leictreonach le folús i bhfad níos airde (10^(-2) Pa) ná VIM (10 Pa). In éineacht le héagmais breogán, cuirtear deireadh leis an mbaol tuilleadh éillithe carbóin agus braitheann cáilíocht an leá ar cháilíocht an tinne. Tá EBM an-íon agus tá cion ocsaigine chomh híseal le 70 ppm (4-10 uair níos ísle ná VIM).
01.5. Achoimre ar an bpróiseas leá
Le linn an phróisis leá, ní mór cúram mór a ghlacadh chun a chinntiú go n-íoslaghdaítear fachtóirí cosúil le cuimsiú agus ard-ábhar carbóin / ocsaigine a d'fhéadfadh tionchar diúltach a imirt ar an gcóimhiotal. Mar shampla, fuair staidéir amach go bhfuil tionchar diúltach ag láithreacht chuimsiú ní hamháin ar an táirge deiridh ach go bhféadfadh sé difear a dhéanamh freisin ar an bpróiseas meaisínithe. Mar shampla, léirigh staidéir go bhféadfadh saol uirlisí níos giorra a bheith mar thoradh ar chuimsiú nuair a bhíonn cóimhiotail NiTi á casadh i gcomparáid le cóimhiotail saor ó chuimsiú. Tá a fhios go maith go bhféadfadh cuimsiú neamh-mhiotalacha cosúil le cairbídí (TiC) agus ocsaídí intermetallic (Ti4Ni2Ox) teipeanna tuirse a chur faoi deara agus iad ag dul isteach i bhfeistí leighis cóimhiotail NiTi le linn an phróisis leá. Bíonn tionchar ag cuimsiú freisin ar chlaonadh cóimhiotail NiTi leictreaphlátáilte maidir le creimeadh pitting, agus tá tionchar níos mó ag méid na gcuimsithe ná líon na gcuimsiú.
02.Próiseas miotalóireacht púdair (PM)
Áirítear le próisis mhiotaleolaíocht púdair próisis mhiotaleolaíocht thraidisiúnta agus próisis déantúsaíochta breiseáin (AM). Áirítear le próisis mhiotaleolaíocht púdair thraidisiúnta shintéiriú traidisiúnta (CS), brú isostatach te (HIS), shintéiriú plasma spréach (SPS), múnlú insteallta miotail (MIM) agus sintéis ardteochta féin-iomadaithe (SHS). Ar an láimh eile, cuimsíonn próisis déantúsaíochta breiseán PM leá léasair roghnach (SLM), múnlú glan innealtóireacht léasair (LENS), leá léas leictreon (EBM), agus shintéiriú léasair roghnach (SLS). Léirítear buntáistí agus teorainneacha na bpróiseas seo i dTábla 4.
Tábla 4. Buntáistí agus teorainneacha modhanna déantúsaíochta cóimhiotail NiTi miotalóireacht púdair.
Cé go bhfuil níos mó tóir ar an bpróiseas réitigh chun cóimhiotail nicil-tíotáiniam a dhéanamh, go háirithe d'iarratais leighis, tá sé cruthaithe ag miotalóireacht phúdair go bhfuil an cumas aige dul i ngleic le réitigh nó fiú níos fearr a bhaint amach i réimsí áirithe, lena n-áirítear nuair nach dtarlaíonn deighilt. Faightear comhdhéanamh cóimhiotail níos airde ag teochtaí níos ísle, rud a fhágann go bhfuil airíonna fisiceacha agus meicniúla isotrópacha. Go deimhin, feabhsaíonn an soladú tapa (RS) a bhaineann le miotalóireacht púdair airíonna fisiceacha agus meicniúla uaireanta. Tá sé seo an-tábhachtach mar tá iar-thionchar aige. Mar shampla, feabhsaíonn microstructure aonfhoirmeach agus fíneáil airíonna meaisínithe, agus feabhsaíonn an insínteacht a sholáthraíonn miotalóireacht púdair airíonna fuar agus te, mar shampla rollta, easbhrúite agus brionnú. Go ginearálta, beidh tionchar ag feabhsuithe ar airíonna ábhair ar seilfré an táirge. D'fhonn feabhas a chur ar aonfhoirmeacht an chóimhiotail, tá níos mó tóir ar shintéiriú púdar cóimhiotail ná shintéiriú púdar amh miotail. Is féidir miotalóireacht phúdair a úsáid freisin chun teocht trasdula céime a rialú.
Ar bhonn tráchtála, baineadh úsáid as PM chun cóimhiotail niTi scagach a tháirgeadh. Maidir leis seo, comhlíonann modhanna éagsúla cosúil le HIP, MIM agus SHS na príomhriachtanais maidir le hionchlannáin niTi scagach. Áirítear ar na ceanglais sin: porosity oscailte agus idirnasctha idir 30% agus 80%, méid pore idir 100 μm agus 600 μm, ard-neart (100 MPa ar a laghad ag brú 2%), modulus íseal Young (modal Young gar do chnámh cealaithe (<3 GPa) or cortical bone (10-20 GPa)) and high recovery strain (more than 2% recovery after 8% loading).
Mar sin féin, tá roinnt fadhbanna ann a chuireann bac ar úsáid iomlán ábhair mhiotaleolaíocht púdar cóimhiotail nicil-tíotáiniam de ghrád leighis. Gcéad dul síos, is dúshlán tromchúiseach é rialú ocsaigine, toisc go bhfuil leibhéil ocsaigine chomh hard le 3000 ppm ag páirteanna NiTi mhiotaleolaíocht púdar tipiciúil. Cé gur féidir é a laghdú go 1500 ppm le láimhseáil chúramach, tá tionchar an leibhéal ocsaigine seo ar insínteacht agus tuirse fós ina ábhar imní. Ina theannta sin, mar gheall ar an achar dromchla mór nochta a chruthaíonn porosity ard, is fadhb thromchúiseach é láisteadh nicil mar gheall ar a chumas éifeachtaí díobhálacha a chur faoi deara amhail ailléirge cille, géineatocsaineacht, agus cíteatocsaineacht. Ina theannta sin, ní hamháin go laghdaíonn pores friotaíocht creimeadh NiTi, ach bíonn tionchar acu freisin ar scaoileadh nicil, atá dhá ordú de mhéid níos airde i NiTi scagach neamhchóireáilte a dhéantar le SHS ná mar atá i NiTi soladach.
Ina theannta sin, táirgeann cóimhiotail sintéaraithe cóimhiotail a bhfuil cion ocsaíde brittle níos airde acu (Ti4Ni2Ox:0 < x Níos lú ná nó cothrom le 1). Ar deireadh ach ní ar a laghad, tá próiseas dlúthúcháin púdar cóimhiotail Ni-Ti deacair, go príomha mar gheall ar an difríocht idirleata idir nicil agus tíotáiniam agus an imoibriú foirmithe cóimhiotail nicil-tíotáiniam an-eisiteirmeach agus Ni3Ti, Ti2Ni leacht eutectic Capillary éifeacht de bharr láithreacht.