ایجاد پوششهای نیتریدی و اکسیدی روی آلیاژ NiTi با استفاده از کوره بسترسیال و بررسی خواص پوشش
General Material Designation
[پایاننامه]
Parallel Title Proper
Creation of nitride and oxide coatings on NiTi alloy using fluidized bed furnace and evaluation of coating properties
First Statement of Responsibility
/میلاد بدر
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی مواد
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۸
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۹۹ص.
Other Physical Details
:
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: فارسی
Text of Note
زبان چکیده: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی مواد- شناسایی و انتخاب مواد
Date of degree
۱۳۹۸/۰۶/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
آلیاژهای نایتینول در زمینههای مهندسی، هوا فضا، الکتریکی و پزشکی کاربردهای مختلفی دارند اما به-دلیل آزاد شدن یون سمی و مضر نیکل، در پزشکی و دندانپزشکی کاربردهای محدودی دارند .از اینرو ایجاد پوششهای با مقاومت خوردگی و سختی بالا برای کاهش نرخ آزاد شدن یون نیکل ضروری است .در این پژوهش، پوشش نیترید تیتانیم (TiN) و اکسید تیتانیم(TiO ۲) روی آلیاژ NiTiبا ترکیب شیمیایی ۵۰/۸ درصد اتمی نیکل، با استفاده از کورهی بسترسیال ایجاد شده است .الگوهای پراش پرتو ایکس (XRD) نشان دادند که هر دو فاز روتیل و آناتاز اکسید تیتانیم به همراه فاز نیترید تیتانیم در نمونههای نیتریده شده تشکیل شده بودند که با افزایش زمان نیتروژندهی، شدت پیکهای فاز TiN افزایش یافته بود .با استفاده از نتایج آنالیز کیفی انجام شده، آنالیز کمی به روش ریتولد نیز انجام شد و کسر وزنی فازهای تشکیل شده در نمونههای نیترید شده به دست آمد که مطابق با نتایج این آنالیز، کسر وزنی فاز TiN با افزایش زمان نیتروژندهی از ۴ ساعت به ۸ ساعت افزایش ۱/۲ برابری داشته است .در تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) دندریتهای شاخهای مشاهده شد که از سطح نمونهها به سمت زیرلایه نفوذ کرده بودند و آنالیز عنصری نشان داد که این دندریتها از فاز نیترید تیتانیم تشکیل شدهاند .در لایههای سطحی نیز نیکل به حداقل مقدار رسیده است .عمق نفوذ لایهی نیتریدی - اکسیدی نیز با افزایش زمان نیتروژندهی، از ۱۶ میکرومتر به ۲۶ میکرومتر رسیده است .از نمونههای نیترید شده آزمون میکروسختی سنجی به عمل آمد که سختی نمونهی ۸ ساعت نیترید شده نسبت به سختی نمونهی عملیات نشده، افزایش ۵ برابری داشت .آزمونهای پلاریزاسیون پتانسیودینامیک(PDS) ، امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و طیف سنجی جذب اتمی(AAS) ، به ترتیب برای ارزیابی رفتار خوردگی، مقاومت خوردگی و میزان رهایش یون نیکل، در محلول رینگر در دمای ۳۷ انجام شد .همچنین میزان تخلخل موجود در لایهی نیتریدی - اکسیدی با استفاده از نتایج آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک محاسبه شد .نمونهای که کمترین میزان تخلخل را داشت، از بهترین رفتار خوردگی، بالاترین مقاومت خوردگی و کمترین مقدار آزادسازی یون نیکل برخوردار بود .زیستفعالی نمونهها نیز بررسی شد که روی سطح نمونهی با مقاومت خوردگی و سختی بالا و زیستسازگاری مناسب، رسوبهای کلسیم فسفات تشکیل شده بودند
Text of Note
C. Also, the amount of porosity in the oxide - nitride layer was calculated using potentiodynamic polarization test results. The sample with the lowest porosity had the highest corrosion resistance and the lowest amount of nickel ion release. The bioactivity of the samples was also investigated. Results show that the calcium phosphate deposits exist on the surface of the sample with high corrosion, hardness and good biocompatibility.░ Nitinol alloys in the fields of engineering, aerospace, electrical and medical have various applications, But due to the release of toxic and harmful nickel ions, they have limited applications in medicine and dentistry. Therefore, the creation of coatings with high corrosion resistance and hardness is necessary to reduce the rate of nickel ion release. In this study, titanium nitride (TiN) and titanium oxide (TiO2) coatings on NiTi alloy with chemical composition 50.8 at Ni, created using a fluidized bed furnace. X-ray diffraction (XRD) patterns showed that both the rutile and anatase phases of titanium oxide together with the titanium nitride phase were composed of nitrided samples, as the nitriding time increased, the intensity of TiN phase peaks increased. Using X-ray diffraction results, quantitative analysis was performed by Rietveld method and the weight fraction of the phases formed in the nitrided samples was obtained. According to the results of this analysis, weight fraction of the TiN phase increased with increasing nitriding time from 4 to 8 hours. It has increased by 1.2 times. In scanning electron microscopy (SEM) images, branch dendrites were observed that penetrated from the surface of the samples to the substrate. Elemental analysis showed that these dendrites are composed of the titanium nitride phase. In the surface layers, nickel is also minimized. The penetration depth of the oxide - nitride layer also increased with increasing nitriding time. It has reached from 16 micrometer to 26 micrometer. Nitrided samples were subjected to a microhardness test. Results show that the hardness of the 8-hour nitrided sample increased to about 5 times the hardness of the untreated sample. In order to evaluate the corrosion resistance and release rate of nickel ions, potentiodynamic polarization spectroscopy (PDS), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and atomic absorption spectroscopy (AAS) tests were performed in Ringer's solution at 37
ba
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Creation of nitride and oxide coatings on NiTi alloy using fluidized bed furnace and evaluation of coating properties
TOPICAL NAME USED AS SUBJECT
آلیاژNiTi
نیتروژندهی
نیترید تیتانیم
اکسید تیتانیم
یون نیکل
کورهی بسترسیال
UNCONTROLLED SUBJECT TERMS
Subject Term
NiTi alloy, nitriding, titanium nitride, titanium oxide, nickel ion, fluidized bed furnace